S7—200在三工位開關(guān)的應(yīng)用分析

祝玉剛

摘 要：在電力系統(tǒng)中，金屬封閉高壓開關(guān)成套設(shè)備，因體積小、便于安裝和操作，得到廣泛應(yīng)用，由于一次設(shè)備的小型化，其相應(yīng)的控制部分也不斷地智能小巧化。本文以ZX2型氣體絕緣開關(guān)柜為例，分析其三工位開關(guān)通過S7-200控制的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：三工位；S7-200；聯(lián)鎖

前言：三工位開關(guān)：是高壓成套開關(guān)的一部分，是集隔離開關(guān)和接地開關(guān)為一體的裝置。其設(shè)置在母線與斷路器之間，實現(xiàn)與母線聯(lián)接、與母線隔離以及給母線或線路接地的功能。即三工位開關(guān)有三個位置：隔離開關(guān)合位（聯(lián)接）、隔離開關(guān)分位（隔離）和接地開關(guān)合位（接地）。三工位開關(guān)操作則通過電機(jī)驅(qū)動，電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)則通過PLC控制，以完成三個位置間的轉(zhuǎn)換，電機(jī)正轉(zhuǎn)實現(xiàn)接地開關(guān)分閘、隔離開關(guān)合閘；電機(jī)反轉(zhuǎn)實現(xiàn)隔離開關(guān)分閘、接地開關(guān)合閘。

S7-200安裝及編程簡便易用。文中使用了S7-200的CPU224模塊。采用FBD功能塊圖編程方式，編輯時程序邏輯由盒指令之間的連接決定，這樣可以建立所需要的控制邏輯，并能解決范圍廣泛的邏輯問題[1]。

一、操作過程

操作對像：以“Q1為三工位開關(guān)，QB為斷路器，SS33為三工位隔離操作開關(guān)，SS34為三工位接地操作開關(guān)”的線路為例。對三工位開關(guān)由隔離位置到聯(lián)接位置操作過程進(jìn)行分析，此過程屬于“拆除安全措施并送電”的一部分操作：斷開QB；檢查QB確在分位；將SS34置于分閘；檢查Q1三工位開關(guān)確在隔離狀態(tài)；將SS33置于合閘；檢查Q1三工位開關(guān)確在聯(lián)接狀態(tài)；合上QB；檢查QB確在合位。

二、S7-200控制應(yīng)用分析

（一）控制基本要求。在進(jìn)行三工位的不同位置操作時，先判斷三工位當(dāng)前位置，操作前是否達(dá)到操作條件，如果位置不正常，發(fā)出故障報警同時閉鎖操作。當(dāng)達(dá)到條件時，啟動相應(yīng)的操作開關(guān)，S7-200根據(jù)控制邏輯，控制三工位電機(jī)正、反轉(zhuǎn)，同時啟動定時器，當(dāng)離開當(dāng)前位置并達(dá)到操作位置后，停止電機(jī)轉(zhuǎn)動，操作完成；若未離開當(dāng)前位置或未達(dá)到操作位置時，電機(jī)運(yùn)行到預(yù)設(shè)時間后停止工作，同時報警提示。

（二）聯(lián)鎖要求。防止帶負(fù)荷拉、合刀閘：斷路器在合閘位置時，閉鎖三工位的隔離分合操作；防止帶接地線合閘：三工位在接地狀態(tài)時，閉鎖帶電合斷路器操作；防止帶電掛接地線：斷路器合閘位置時，閉鎖三工位的接地合操作；

（三）控制分析。以三工位開關(guān)由隔離位置到聯(lián)接位置操作進(jìn)行分析：前提條件：操作回路的斷路器QB斷開；三工位開關(guān)在隔離位置；母線無接地。此時未操作前的正常狀態(tài)是：隔離位置I0.1和接地分閘I0.3為有輸入，其它均為無輸入、無輸出。在滿足一系列操作條件后，此時由邏輯進(jìn)行控制。在I1.1接通并同時滿足，電機(jī)未反轉(zhuǎn)Q0.2、報警燈未亮Q0.0、三工位開關(guān)未在聯(lián)接位置I0.2、三工位開關(guān)未在接地位置I0.4；即通過與邏輯

AND1功能塊輸出RLO為“1”。經(jīng)下一或邏輯OR1功能塊輸出

RLO為“1”。又與QB在分閘位置的非I0.7、定時器T37常閉位通過與邏輯AND5功能塊輸出RLO為“1”。則SR的S1端輸入為真，OUT端輸出RLO為“1”，與定時器T37常閉位通過與邏輯AND6功能塊輸出RLO為“1”，即Q0.1為有輸出。則Q0.1端線圈得電被激勵啟動，三工位電機(jī)得電，電機(jī)正轉(zhuǎn)。通過

AND6功能塊使Q0.1無輸出。若在180秒內(nèi)正常操作運(yùn)行，則電機(jī)正轉(zhuǎn)使三工位開關(guān)離開隔離位置，非I0.1，與達(dá)到操作位置

I0.2和M0.1動合觸點以及M0.2運(yùn)斷觸點，通過與邏輯AND3功能塊輸出為RLO為“1”。再經(jīng)OR2輸出為RLO為“1”。至SR的R端為1。由于先前I1.1回路中SS33開關(guān)為自復(fù)位開關(guān)，經(jīng)邏輯運(yùn)算后，SR的S1端為0。此時SR的OUT端則輸出為0，則Q0.1無輸出，Q0.1端線圈失電，電機(jī)停止工作。

（四）分析小結(jié)。一SR的應(yīng)用，即：S1為1， 無論R為0或1，

OUT都為1；當(dāng)S1達(dá)到操作條件后，輸出即進(jìn)行相應(yīng)操作。只有S1為0，R為1時，OUT才為0；當(dāng)R條件滿足后且S1為0，輸出即停止相應(yīng)操作。二，TON（定時器）T37的應(yīng)用，指令在IN輸入為"1"時，開始計時。當(dāng)前值大于或等于預(yù)設(shè)時間（PT）時，定時器位為"打開"。即定時器T37常閉位斷開，T37常開位閉合。方式一即通過T37常閉位直接斷開使Q0.1無輸出；另一個是通過T37常閉位斷開使SR的S1輸入為0， T37常開位閉合使SR的R輸入為1，則SR的OUT輸出為0，即Q0.1無輸出。三，位存儲器M的應(yīng)用，作為一種輔助繼電器，它不能直接驅(qū)動外部負(fù)載，位存儲器的常開與常閉觸點在PLC內(nèi)部編程時可無限次使用，可以用位存儲區(qū)作為控制繼電器來存儲中間操作狀態(tài)和控制信息。在圖1：功能塊AND3和AND4中若未應(yīng)用

M0.1和M0.2位，則會發(fā)生，在進(jìn)行隔離合閘操作時，當(dāng)SS33返回后，電機(jī)就立即停止工作，因為AND4的輸入，在隔離合閘操作時，I0.3為1和I0.4為0，造成AND4的輸出一直為1，即

SR的R端為1， 當(dāng)SS33返回時I1.1無輸入，SR的IN端為0，此時SR的OUT端則輸出為0，使Q0.1無輸出。所以通過M0.1和M0.2輔助繼電器的應(yīng)用，來閉鎖以上不正常情況的發(fā)生。

總結(jié)：通過對S7-200在三工位開關(guān)控制中的應(yīng)用分析，詳細(xì)闡明了PLC的邏輯控制過程。在分析中也發(fā)現(xiàn)了一些值得關(guān)注的問題：S7-200的故障顯示未通信至電腦監(jiān)控，可將S7-200監(jiān)控納入繼電保護(hù)監(jiān)控的電腦，便于日常的監(jiān)盤。三工位操作過程中離開當(dāng)前位置，達(dá)到操作位置均通過輔助開關(guān)接點指示，輔助開關(guān)的可靠性對三工位操作起到至關(guān)重要作用，應(yīng)做好輔助開關(guān)的日常檢查維護(hù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 西門子 S7-200中文系統(tǒng)手冊 [Z]