PLC在水轮机顶盖排水控制系统中的应用.pdf

第6 期 ( 总第9 9 期) 中国水能及电气化 N o ． 6( T O T A L N o 9 9 ) 2 0 1 3 年6 月 C h i n a Wa t e r P o we r &E l e c mti c a t i o n P L C在水轮机顶盖排水控制 系统 中的应用 欧 小冬 ( 黄河万家寨水利枢纽有限公司，山西太原0 3 0 0 0 2 ) 摘 要 ：本文介绍了P L C在黄河万家寨水电站水轮机顶盖排水控制系统中的选型、I ／ O端子分配、编程方法并 进行 了应用分析 。 关键词 ：P L C；编 程方法；应用分析 中图分类号：T V 5 3 文献标志码 ：A 文章编号：1 6 7 3 - 8 2 4 1 【 2 0 1 3 )0 6 - 0 0 2 4 - 0 3 Ap p l i c a t i o n o f P LC i n Tu r b i n e Co v e r Dr a i n a g e Co n t r o l S y s t e m 0U Xi a o — d o n g ( Y e l l o w R i v e r W a n j i a z h a i W a t e r C o n t r o l P i v o t C o ． ， L t d ． ，T a i y u a n o f S h a n x i ， 0 3 0 0 0 2 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ：T h i s p a p e r d e s c ri b e s t h e mo d e l s e l e c t i o n， l f O t e r mi n a l d i s t r i b u t i o n a n d p r o g r a mmi n g me t h o d a p p l i c a t i o n a n a l y s i s o f P L C i n Y e l l o w R i v e r Wa n j i a z h a i H y d r o p o w e r S t a t i o n t u r b i n e c o v e r d r a i n a g e c o n t r o l s y s t e m ． Ke y wo r ds：PLC；p r o g r a mmi n g me t h o ds ；a pp l i c a t i o n a n a l y s i s 黄河万家寨水电站每套 ( 共 6 套)水轮机顶盖排 水系统装有 2台抽水泵机组 ( 单台抽水泵电机功率为 4 k W) ，由于其控制 系统采用 常规 “ 液 位计一继 电器 一 接触器”式控制 电路 ，再加上元器件设计 、选型不 合理等原因，致使经常出现元器件触点动作不到位 、 损坏和故障查找及处理麻烦等问题，严重影响了顶盖 排水系统的正常运行。为此 ，我们采用P L C对顶盖排 水控制系统进行了改造。现将其改造方案及P L C应用 体会介绍如下 ，以供同行参考。 1 原顶盖排水系统控制原理 2 4 原顶盖排水系统控制原理如 图 1 所示 。 2 改造方案 2 ． 1 改造后排水系统动力图 将 A C 3 8 0 V动力 电源 用小变 压器转 变 为 A C 2 2 0 V 和 D C 2 4 V，给 P L C工作回路、控制 回路 、接触器线 圈 、P L C柜 日光灯及插座等提供 电源 ，其具体连接情 况如图 2所示 。 2 ． 2 P L C选型 分析原顶盖排水控制原理，可以得知：有 3套单 触点液位计，2只4位切换开关，2对空气开关辅助 触点 ，6只继 电器 线圈及 8对辅 助触点 ，2对 过流继 电器辅助触 点 ，2只接触器线 圈 ，共 计 l 4个输入 点 、 水 电站技术 Te c hn o l o g y o f Hy d r o po we r S t a t i o n A BC 图 1 原顶盖排水 系统控制原理 水泵帆z 水泵帆 电 肭座 图2 改造后顶盖排水系统动力图 1 0个输 出点 。再 考虑 一定 的 I ／ O裕 量 ，以便 以后 扩 展控制功能之用，我们选用性价 比较高的 日本三菱 F X 2 N一4 0 MR机型 。 2 ． 3 P L C输入 、输出端子分配 P L C输入 、输 出端子分配情况见表 1 、表 2 。 表 1 输入端子分 配 地址 号 外接元件 功能 X 0 S A 1自动位接点 1号泵 自动位 X1 S A 1备用位接点 1号泵备用位 X 2 S A1 手动位接点 1号泵 手动位 X 3 S A 2自动位接点 2号泵 自动位 X 4 S A 2备用位接点 2号泵备用位 X 5 S A 2手动位接点 2号泵手动位 X 6 液位接点 Y w 一1 自动泵启 动水位 X 7 液位接点 Y w 一2 备用 泵启动水位 X1 0 开关 F 2辅助触点 1 号泵控制连锁 X1 1 开关 F 3辅 助触点 2号泵控制连锁 X1 2 T R 1继 电器辅助触 点 1 号泵控制连锁 X1 3 T R 2继 电器辅助触点 2号泵控制连锁 X1 4 液位接点 Y w 一3 水位过高发信用 X1 5 开关 F 4辅助触点 电源监视用 表 2 输 出端子分 配 地址 号 外接元件 功能 Y 0 KM1接触器线 圈 1 号泵启动用 Y l K M 2接触 器线圈 2号泵启动用 Y 2 K1 继 电器线 圈 自动泵启动用 Y 3 K 2继电器线圈 备用泵启动用 Y 4 K 4继 电器线 圈 控制 电源监视 Y 5 指示灯 l J1 自动泵运转指示 Y6 指示灯 L 2 备用泵运转指示 Y 7 监控继 电器 1线圈 备用泵投入 Y 1 O 监控继 电器 2线 圈 水位过高发信 Y 1 l 监控继电器 3线 圈 控制电源监视 一 2 ． 4 P L C编程 E 为了便于理解，直接把原排水系统控制原理改成 P L C梯形 图 ，如 图 3所示 。 水 电站技术 T e c h n o l o g y o f Hy d r o p o w e r S t a t i o n 宣 鬲 盈 一 I ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．． ． ． ． ． M 1 卜— Y1 Y4 Y5 Y6 E ND 图 3 P L C梯形 图 3 P L C应 用分析 l 号泵 自动 l 号泵备用 l 号泵手动 2 号泵自动 2 号泵备用 2 号泵手动 1 号泵运转 2 号泵运转 自 动泵启 动液位 备用 泵启动液位 电源监视 自 动泵运转 指示 备用 泵运转指示 备用泵投入 水 位过高发 信 控制电源监 视 3 ． 1 编程小技巧 ( 1 )尽量使用 P L C内部辅助继 电器 M， 用宝 贵的输 出端子 。 ( 4 )设计梯形 图时 ，一定要 了解 P L C的扫描工作 方式 ，即 “ 在程序处理 阶段 ，对梯 形 图按从 上 到下 、 从左到右的顺序逐一扫描处理 ，而不是几条并列 支路 同时动作” ，掌握这一点，可设计出较简单的梯形图。 3 ． 2 防干扰措施 ( 1 )P L C电源 回路应设置 隔离变压器 ，以减少外 界设备对 P L C的影 响。 ( 2 )P L C的交流电源线应单独从机顶进入控制柜 中，不能与其它直流信号线、模拟信号线捆在一起走 线，以减少对其控制线路的干扰。 ( 3 )良好 的接 地是保 证 P L C可靠 工作 的重要 条 件。接线时要分清 “ N线 ” 和 “ 地线 ” ，以避 免偶然 发生的电压冲击危害。同时应接专用的地线，且接地 点要与其它动力设备接地点分开，禁止与其它设备串 联或通过水管 、避雷器等接地。 ( 4 )如果 P L C输入 、输出端有感性元件 ，应在输 入 、输出端并接 R C吸收 电路或 续流二极管 ，以防感 应 电势和突变 电流损坏模块。 以减少占4 改造效果 ( 2 )在每个逻辑行上，并联触点和串联触点多的 电路块应分别安排在梯形图最左边和最上面，以便将 梯形 图转换 为指令语句 表时减少使用 “ A N B ” 和 “ O R B ”指令 。 ( 3 )如果多个逻辑行 中有相同的控制条件 ，可将 每个逻辑行 中相 同的部分合列在一起 ，共用 同～控制 条件 ，以简化梯形 图。 用 P L C改造后的顶盖排水控制系统，经3年多运 行 ，至今 良好 ，并且 能 在相 对潮 湿 的环境 下 可靠 工 作 ，达到 了预期的 目标 和效果 。 参考文献 [ 1 ] 廖 常初． P L C编程及应用[ M] ． 第 3版． 北京 ： 机械工业 出版社 ， 2 0 0 8 ． [ 2 ] 李建兴 ． 可编程序控 制器 应用技术 [ M] ． 北 京 ： 机械工 业出版 社 ， 2 0 1 0 ， Ⅶ ～ Ⅺ一 一 一 一 ～ 川～ № ～ 耋罢 ～ ～ ～ ～