PLC 在水輪機頂蓋排水控制系統(tǒng)中的應用

歐小冬

(黃河萬家寨水利樞紐有限公司，山西太原 030002)

黃河萬家寨水電站每套(共6 套)水輪機頂蓋排水系統(tǒng)裝有2 臺抽水泵機組(單臺抽水泵電機功率為4kW)，由于其控制系統(tǒng)采用常規(guī)“液位計—繼電器—接觸器”式控制電路，再加上元器件設計、選型不合理等原因，致使經(jīng)常出現(xiàn)元器件觸點動作不到位、損壞和故障查找及處理麻煩等問題，嚴重影響了頂蓋排水系統(tǒng)的正常運行。為此，我們采用PLC 對頂蓋排水控制系統(tǒng)進行了改造?，F(xiàn)將其改造方案及PLC 應用體會介紹如下，以供同行參考。

1 原頂蓋排水系統(tǒng)控制原理

原頂蓋排水系統(tǒng)控制原理如圖1 所示。

2 改造方案

2.1 改造后排水系統(tǒng)動力圖

將AC380V 動力電源用小變壓器轉(zhuǎn)變?yōu)锳C220V和DC24V，給PLC 工作回路、控制回路、接觸器線圈、PLC 柜日光燈及插座等提供電源，其具體連接情況如圖2 所示。

2.2 PLC 選型

分析原頂蓋排水控制原理，可以得知:有3 套單觸點液位計，2 只4 位切換開關，2 對空氣開關輔助觸點，6 只繼電器線圈及8 對輔助觸點，2 對過流繼電器輔助觸點，2 只接觸器線圈，共計14 個輸入點、10 個輸出點。再考慮一定的I/O 裕量，以便以后擴展控制功能之用，我們選用性價比較高的日本三菱FX2N－40MR 機型。

圖1 原頂蓋排水系統(tǒng)控制原理

圖2 改造后頂蓋排水系統(tǒng)動力圖

2.3 PLC 輸入、輸出端子分配

PLC 輸入、輸出端子分配情況見表1、表2。

表1 輸入端子分配

表2 輸出端子分配

2.4 PLC 編程

為了便于理解，直接把原排水系統(tǒng)控制原理改成PLC 梯形圖，如圖3 所示。

圖3 PLC 梯形圖

3 PLC 應用分析

3.1 編程小技巧

(1)盡量使用PLC 內(nèi)部輔助繼電器M，以減少占用寶貴的輸出端子。

(2)在每個邏輯行上，并聯(lián)觸點和串聯(lián)觸點多的電路塊應分別安排在梯形圖最左邊和最上面，以便將梯形圖轉(zhuǎn)換為指令語句表時減少使用“ANB”和“ORB”指令。

(3)如果多個邏輯行中有相同的控制條件，可將每個邏輯行中相同的部分合列在一起，共用同一控制條件，以簡化梯形圖。

(4)設計梯形圖時，一定要了解PLC 的掃描工作方式，即“在程序處理階段，對梯形圖按從上到下、從左到右的順序逐一掃描處理，而不是幾條并列支路同時動作”，掌握這一點，可設計出較簡單的梯形圖。

3.2 防干擾措施

(1)PLC 電源回路應設置隔離變壓器，以減少外界設備對PLC 的影響。

(2)PLC 的交流電源線應單獨從機頂進入控制柜中，不能與其它直流信號線、模擬信號線捆在一起走線，以減少對其控制線路的干擾。

(3)良好的接地是保證PLC 可靠工作的重要條件。接線時要分清“N 線”和“地線”，以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。同時應接專用的地線，且接地點要與其它動力設備接地點分開，禁止與其它設備串聯(lián)或通過水管、避雷器等接地。

(4)如果PLC 輸入、輸出端有感性元件，應在輸入、輸出端并接RC 吸收電路或續(xù)流二極管，以防感應電勢和突變電流損壞模塊。

4 改造效果

用PLC 改造后的頂蓋排水控制系統(tǒng)，經(jīng)3 年多運行，至今良好，并且能在相對潮濕的環(huán)境下可靠工作，達到了預期的目標和效果。

［1］ 廖常初.PLC 編程及應用［M］.第3 版.北京:機械工業(yè)出版社，2008.

［2］ 李建興.可編程序控制器應用技術［M］.北京:機械工業(yè)出版社，2010.