淺議電動機再起動與PLC的應用

[摘要]電動機通常是企業內轉動設備的主要動力，大量電動機的停運將給企業造成很大經濟損失及生產的混亂，特別是大型連續化生產要求非常高的危急企業還可能引發其他設備及人身事故，損失更為嚴重。本文主要講述了電動機再起動與PLC實現電動機再起動的原理及特點。

[關鍵詞]電動機；再啟動；PLC；應用

一、再起動電動機批次、每批容量及再起動時間確定

（1）生產裝置由于其工藝生產的連續性、重要性以及考慮對供電系統安全可靠性的嚴格要求，需要將再起動電動機按條件進行分批。工程設計中，按再起動電動機總容量與變壓器額定容量的比例，可按以下情況分批：一是再起動電動機總額定容量I>50％變壓器額定容量時，宜分三批。二是再起動電動機總額定容量在30％～50％變壓器額定容量時，可分兩批。三是再起動電動機總額定容量≤30％變壓器額定容量時，可不分批。四是為避免非同步沖擊，應當再起動電動機反饋電壓由于轉子磁場衰減而降低到不會引起非同步沖擊值時（≤40％Ue），再投入再起動。因此，在工藝專業允許的前提下，將容量較大的電動機編入第二批、第三批再起動機組。（2）每批再起動的電動機組在再起動過程中，總的再起動電流加上其他用配電設備負荷電流的總和，應不超過外部供電回路所允許的計算尖峰電流，否則會引起電網的波動超出允許值或繼電保護誤動。（3）每批電動機組在再起動過程中，總的再起動電流加上其他用配電設備負荷電流的總和，應不超過車間配電變壓器二次額定電流的兩倍或事故柴油發電機額定電流的1.1倍。以確保在整個再起動過程中，母線電壓不超過規定范圍。（4）再起動電流的計算：第一，中小容量的低壓電動機（<100kW）的再起動電流，可近似按其起動電流計算。一般取7倍額定電流計算或按工程規定。第二，高壓和大容量低壓電動機（≥100 kW）的再起動電流，與斷電時間的長短及再起動方式有關。等效起動電流倍數K。與斷電時間的關系為：斷電時間≤2s，Ks=5．1-5.4；斷電時間2-4s，Ks=5.4-6；斷電時間≥4s，Ks按產品樣本的起動電流倍數（一般取7或按工程規定）。第三，當高低壓電動機均采用再起動時，其綜合再起動電流按最嚴重的情況計算。（5）分批再起動時間間隔，以2～3s為宜。

二、電動機再起動裝置構成

（1）電動機再起動裝置及主要硬件配置。其一，PLC實現電動機再起動原理。主要包括：電壓輸入單元，狀態輸入單元，控制輸出單元，中間繼電器，CPU中央處理單元，MPI接口單元，（2）主要硬件配置。PLC柜（與其他微機監控柜共用）裝設有按再起動邏輯圖要求、實現再起動功能的PLC，Siemens PLC：S7-300-/32DI X2/8DOX5/8AI一套；PLC控制輸出繼電器OMRONLY2型，AC 220 V，接點容量AC 10 A，40個；Siemens編程器（含編程軟件）一套；PLC與IPC工控機通信智能卡（MPI卡）一套。（3）軟件配置。電動機再起動軟件，利用PLC編程完成。（4）電動機再起動邏輯說明當380 V I段（Ⅱ段）母線失電后，接于該段母線上的所有運行電動機的接觸器釋放，電動機停止運行。由于ATS動作成功或短路故障消除，使得該段母線在5S內恢復電壓，則PLC自動檢測有壓一失壓一恢復電壓過程及失電前該電機的運行狀態，分0s、2s和4s三批，分批再起動原先運行的電動機。而母線失電前就已停止運行的電動機，被認為是處于檢修狀態或工藝停車，不再起動；如果I段（Ⅱ段）母線失電時間大于5s，則被認為是人為斷電或永久性故障，原先運行的電動機不進行再起動。如果某臺電動機能夠由PLC柜實現再起動，必須將該電動機現場操作柱上的手柄在手動起動該電動機后，從“手動”切換到“自動”位置。

三、利用PLC完成電動機再起動的特點

（1）傳統方案設計是每個電動機再起動回路均需設置一個或多個電磁繼電器，維護量相對大；利用其觸頭完成電動機再起動過程，可靠性及精確度取決于繼電器本身的質量；由于每個回路均完全獨立工作，不便于統一管理。而利用PLC完成電動機再起動，由于取消了完成電動機再起動的常規電磁繼電器，維護量大大減小，可靠性增大；設定值精確度高、范圍大；利用PLC集中控制，便于統一管理。參數設定值檢查和調整方便；可通過通信線與微機監控系統主機連接，便于了解再起動電動機運行狀態、起動情況。（2）在再起動電動機臺數較多的情況下（一般20臺以上時），利用PLC完成電動機再起動，比常規再起動繼電器的方案投資小。利用PLC完成電動機再起動的弊端是每個由PLC發出的電動機再起動脈沖指令，必須增設一個出口中間繼電器，將其觸點輸出到每個電動機再起動回路；每個電動機再起動回路與PLC柜之間需要增設控制電纜；PLC需要單獨放置，而且要求可靠的工作電源。由此可見，利用PLC來完成電動機再起動方案設計，將會給企業穩定生產、提高電氣管理自動化水平提供一條途徑。

該技術不但可完成異步電動機群的再起動任務，而且可在再起動柜上進行倒閘操作，并具有防誤操作、BZT（備用電源自動投入）及斷路器故障指示等功能。