沙坡頭電站滲漏排水軟啟動配合PLC編程控制主備用切換

黃 建；熊鋒波；儲百生

（1.中國水利水電第七工程局有限公司，四川成都 610081；2. 雅礱江流域水電開發(fā)有限公司，四川成都 610051）

沙坡頭電站滲漏排水軟啟動配合PLC編程控制主備用切換

黃 建1；熊鋒波1；儲百生2

（1.中國水利水電第七工程局有限公司，四川成都 610081；2. 雅礱江流域水電開發(fā)有限公司，四川成都 610051）

以寧夏沙坡頭電站泄洪閘滲漏排水控制為例，介紹如何軟啟動與PLC編程配合實現被控設備的啟動和主備用切換。

PLC編程；軟啟動；主備用切換

0 引言

沙坡頭水利樞紐位于寧夏中衛(wèi)縣境內黃河干流，樞紐建筑物主要由河床電站、泄洪閘、渠首電站和副壩組成，其中河床電站4臺，單機容量2.9萬千瓦，總裝機11.6萬千瓦，為貫流式機組。電站年發(fā)電 6億千瓦時，是國家2000年在西部地區(qū)新開工建設的十大工程之一。

輔機設備PLC(Programmable Logical Controller)可編程邏輯控制器，均采用Schneider（施奈德）TSX3721系列（盤柜為西安航天提供）。本文僅以泄洪閘滲漏排水為例，介紹如何利用PLC編程實現主備用切換及軟啟動特點。

1 PLC系統

1.1 模塊配置

圖1是滲漏排水PLC的模塊配置。

圖1 滲漏排水PLC模塊配置

滲漏排水PLC的模塊配置圖中各序號的代號、名稱、型號及規(guī)格、技術特征、數量見表1。

表1 PLC的模塊配置圖中各序號對應表

1.2 工作過程

滲漏排水由兩臺泵構成，首先利用一組計數器對水泵啟停進行監(jiān)視。當系統穩(wěn)定后 1#、2#泵停運后計數器計數一次。再利用對計數器數值的比較，啟動中間變量M2，M3。M2表示啟動順序為 1#、2#，M3表示啟動順序為2#、3#[1]。

水泵全停計數梯形圖見圖2，水泵運行順序梯形圖見圖3，泵的啟動梯形圖（以1#泵為例）見圖4。

圖2 水泵全停計數梯形圖

圖3 水泵運行順序梯形圖

圖4 泵的啟動梯形圖（以1#泵為例）

當系統穩(wěn)定（%M0），1#泵處于自動方式(%I1.0)時：

如果在工作泵啟動水位(%M7)，當啟動順序為1#、2#(%M2)，如果 1#泵無故障(%Q2.2)，啟動 1#泵(%Q2.0)。當啟動順序為2#、1# (%M3)時，如果2#泵有故障(%Q2.3)，也將啟動1#泵 (%Q2.0)。如果在備用泵啟動水位(%M8)，則跳開啟動順序的判斷，只要1#泵無故障(%Q2.2)，直接啟動1#泵 (%Q2.0)。2#泵的啟停控制和1#泵類似。

1.3 地址表

表2為部分主要的地址表，其中包括離散中間變量、DI01、DO1、計數器。

表2 部分主要地址表

1.4 流程圖

主要控制過程的流程如圖5所示。

圖5 控制流程圖

2 軟啟動

啟動主回路采用軟起動器，具有軟起動、軟停止、泵控制、定時低速運行等多種功能，比傳統降壓起動器優(yōu)越性明顯[2]。具備以下特點：

1）軟起動。在起動時間ts，內，電機的端電壓從設定的初始值逐漸增至滿壓，電機平滑、無級地加速。同時ts可調節(jié)，這有利于與低壓斷路器之間的配合，防止低壓斷路器的瞬間脫扣器在電機起動時誤跳閘。

2）泵控制功能。水泵在起動和停車時，水流沖擊管道，產生嚴重的水錘效應。雖然采取了一些消除水錘效應的措施，但是如果采用帶泵控制功能的軟起動器，則完全可消除水錘效應，減少機械維護的工作量，節(jié)省系統維修費用，并保證供水可靠。值得一提的是該功能為可選件，定貨時應注明。

3）過載保護功能。一般電機的過載保護是通過熱元件來實現的，熱元件因電動機的起動電流而產生誤動作。為避免誤動，用戶常加大熱元件的動作電流，因而使得過載保護的靈敏度不夠，使過載保護形同虛設。而軟起動器內置的過載保護功能是根據起動負荷的輕重（即起動時間的長短）來選擇不同的脫扣特性曲線，以避免在起動過程中誤跳。由于它的過載保護是可編程的，從而為用戶提供了更大的靈活性。選用帶內置過載保護功能的軟起動器還可以省去熱繼電器，使控制柜內布線簡單。

4）參數測試功能。可通過按鍵在顯示窗口選擇顯示電機的運行參數，如三相電壓值、三相電流值、功率因數、運行時間等，而無需增加任何儀表，此功能可使用戶很方便地查詢電機在運行過程中的各種參數。

3 原理圖

圖3為原理圖。以 1#泵為例，在自動狀態(tài)下，PLC開入模塊檢測條件符合程序判斷要求后，開出模塊閉合K1，通過KA2（斷路器無故障閉合，R1A和 R1C接入PLC開入模塊用于判斷軟啟動是否故障）接通KB1線圈，KB1常開觸點閉合，啟動軟啟動。同時R2A,R2C閉合接通旁通接觸器 KM1，旁通接觸器合閘，避免軟啟動長期通過大電流[3]。

圖6 原理圖

4 結束語

通過上面的介紹不難發(fā)現，PLC和傳統的繼電器控制相比，在可靠性、易擴充、易修改上都有長足的進步。正是由于這些原因，PLC奠定在工業(yè)控制中的重要地位。而軟起動器是一種新型的、性能優(yōu)良的起動裝置，相對變頻控制器而言價廉物美，是交流異步電機起動器的首選產品。目前的軟起動器主要為進口產品，價格相比傳統電機起動裝置偏高，但隨著市場的逐步推廣，價格正在不斷下降，可選擇的產品也越來越多。傳統的電機起動器將逐步退出市場。

[1] 林育茲. 可編程序控制器原理及邏輯控制[M]. 北京:機械工業(yè)出版社, 2006.

[2] 劉利, 王棟. 電動機軟啟動器實用技術. 北京: 中國電力出版社, 2010.

[3] 施奈德TSX3721系列軟啟動說明書[Z].

黃海造船：風正揚帆行大船

繼2013年10月12日“魯黃遠漁105號、106號”兩艘大型遠洋捕撈漁船正式交付之后，11月11日，山東黃海造船有限公司為埃塞俄比亞建造的2.8萬載重噸多用途重吊船“麥克雷”號再次順利交船，這無疑為當前全球一片黯淡的造船行業(yè)抹上了又一筆亮色。 對于黃海造船有限公司來說，值得驕傲的事情絕不僅僅如此。在廠區(qū)，吊裝船段的龍門吊轟鳴不斷，為國際知名航運公司德國休勒控股公司建造的3.1萬載重噸多用途重吊船正在進行船體裝配和焊接作業(yè)。“目前，我們在建和手持船舶訂單141艘，總價值超過60億元，2013年的銷售收入有望首次突破40億元大關。”公司董事長張燦剛信心十足地說。

在造船產能嚴重過剩、全球海運市場急劇萎縮的形勢下，黃海造船有限公司及時調整產品結構，把產品目標定位在遠洋漁業(yè)船舶、多用途運輸船舶、客滾船等高技術含量和高附加值船舶上。

該公司緊緊抓住遠洋捕撈業(yè)旺盛發(fā)展的需求和國家扶持、壯大遠洋漁業(yè)系列政策出臺的戰(zhàn)略機遇，積極承接遠洋漁船訂單。目前，已簽訂及意向簽訂遠洋漁船 180多艘。與此同時，公司與湖北武昌造船廠技術中心、上海船舶設計研究院、江蘇科技大學以及德國、俄羅斯和烏克蘭等國的世界知名科研院所建立起合作機制，展開大型客滾船、遠洋漁船以及海洋工程船、多用途重吊船等特種船舶的科研攻關，一躍成為我國重要的多用途重吊船、客滾船及特種船舶建造基地。公司承建的3.6萬噸“渤海金珠”輪成為我國第一艘具有完全自主知識產權的大型客滾船，結束了我國大型客滾船舶長期依賴國外進口的歷史，這標志著我國客滾船舶的設計建造達到了國際先進水平。目前，黃海造船有限公司已成功建造大型客滾船16艘，在建2艘，占據國內近70%的市場份額。

在特種船開發(fā)方面，公司也走在了全國甚至世界同行的前列。為德國建造的3.1萬噸多用途重吊船，以“建造難度大、技術含量高”享譽世界貨運船舶市場。建造列編的“海巡11號”3000噸級海巡船，是我國當時列編服役規(guī)模最大、最先進、安全性能最高的海巡船。

早在2003年，公司就成立了技術開發(fā)中心，由董事長親自掛帥抓技術創(chuàng)新，并賦予技術中心獨立的參與市場競爭的權利。技術中心成立后，先后有42個船舶新產品投放市場，設計開發(fā)的8309型超低溫金槍魚釣船、8355型大型魷魚釣船、841型冷海水保鮮金槍魚釣船以及54米活魚運鮮船等大洋漁業(yè)船舶，及時搶占了我國大洋漁業(yè)市場。研發(fā)的108米大型遠洋拖網加工漁船取得了突破性進展，打破了國外造船企業(yè)對這一船型的壟斷。

企業(yè)的競爭力是通過產品表現出來的，只有質量過得硬，才會贏得市場，企業(yè)才有生命力。公司按ISO9001質量體系的要求，建立和保持了行之有效的質量保證體系，并取得了中國船級社質量認證中心的ISO9001-2000質量保證體系認證，被中國漁船漁機漁具行業(yè)協會譽為“質量信得過企業(yè)”。

The Shapotou-Power Station Seepage Drainage Soft Starter with the PLC Programming to Control the Main Standby Switching

HUANG Jian1, XIONG Feng-bo1, CHU Bai-sheng2

(1. Sinohydro Bureau 7 Co. Ltd ., Chengdu 610081, China; 2. Yalong River Hydropower Development Company, Ltd.,Chengdu 610051, China)

Taking Ningxia Shapotou power plants release flood waters gate leakage drainage control as an example, this paper introduces how to soft starter and PLC programming can realize the controlled device startup and standby switching.

PLC programming; soft starter; main and standby switching

TP3

A

黃建（1975-），男，工程師。從事水利水電機電安裝工程建設。