針對電機短路故障的PLC自控系統防護設計

文/李聰

電機作為工業生產中的重要設備，在工業生產中發揮著非常重要的作用，對工業安全穩定生產有著至關重要的影響，倘若電機一旦出現故障，便會阻礙整個工業的正常生產流程，造成巨大的經濟損失。而在電機故障的發生當中，短路故障是一種非常常見的故障，為了有效的解決工業生產中電機短路故障的發生，提升其使用性能與工作效率。加強PLC自控系統在電機短路故障發生時的防護作用，降低電機短路故障的發生率，確保其安全穩定生產，具有非常重要的現實意義。為此，文中筆者結合自己的工作在實踐，在詳細分析電機短路故障發生原因的基礎上，探討了電機短路故障的PLC自控系統防護設計，通過有效的措施，改進與完善PLC自控系統自身存在的不足，進一步增強其再電機故障防護方面的作用，希望為解決電機短路故障問題，提供一些有價值的參考。

1 電機短路故障的原因

1.1 導致電機短路故障的原因

在電動機運行過程中，常常會伴隨各種故障的發生，尤其是短路故障在電動機故障中極為常見，嚴重影響著電動機的工作性能。而分下電動機短路故障發生情況，導致短路故障的發生主要在啟動電動機過程中尤為常見，啟動電動機時，在極短的時間內，電機電流迅速增大，而且電流最高值可能遠高于電機的額定電流，極易導致短路故障的發生。除了一些過電壓以及雷擊事件造成主絕緣被擊穿外，很多時候電機故障的發生都是由于電機絕緣老化所致。同時電機運行過程中的溫度因素，也是導致電機故障的主要因素，特別是電機內部溫度出現不均勻變化特征后，極易引發電機設備的絕緣問題，進而導致短路故障的發生，很難進行預防。

1.2 PLC自控系統中電機短路故障防護的難點

可編程控制器（PLC）自控系統在工業生產中發揮著巨大的作用，對電機的運行起著重要的控制與監測作用，是防護電機的重要系統。然而該系統實施電流采樣階段，多于電機運行穩定之后進行，而且采樣多在電流穩定后才進行，其延時特征比較明顯，這就造成及時掌握故障原因比較困難。特別是當電機發生短路之后，通常不能在PLC自控系統內實現實時監測，由此造成電機短路故障的發生，對整個工業生產影響巨大，而引發很大的經濟損失。為此，為了更好的保證電機的生產安全，應當不斷提升PLC自控系統工作性能，增近其可靠性，采取有力措施不斷的改進與完善PLC自控系統，這樣便能更好的防護電機短路故障的發生。

2 針對電機短路故障的PLC自控系統防護設計

2.1 PLC自控系統故障防護的基本原理

PLC自控系統主要包括輸入采樣、程序執行、輸出刷新等工作流程。對于輸入采樣而言主要是把控制電機的命令向采樣模塊中進行輸送，其解讀過程通過PLC系統來完成，并將模塊以及影像區以及裝置進行輸出，接著傳送命令，信號由現場電機繼電器進行接收。并精準的將電機運行實況進行開關量模塊的輸入，并通過PLC自控系統，對電機的具體運行狀況進行反饋。并進行反復循環，電機實際運行狀況都可通過PLC自控系統予以掌握，并對其進行實時監控，特別是對于電機短路故障，實施有效的防護設計。與電機故障原因進行充分的結合，對PLC自控系統存在的刺癢延時進行控制，充分的監控電機啟動階段的電流，倘若出現電流過高情況，快速的進行停機，以免造成短路故障的發生。

2.2 短路故障防護設計

統計短路電弧電流脈沖數，是通過PLC自控系統短路電流脈沖計數器而實現。穩壓管穩定電壓的確定通過整流管（2CP31D型）以及電流互感器（自制）和穩壓管（2CW102型）等設備以及元件來完成，與電機工作原理進行充分的分析，并將不同元件的參數進行充分考慮，獲知短路脈沖電流觸發值。能夠有效的提升該系統在預防電機故障發生時的防護作用對電機運行以及啟動過程中的各種參數進行有效的確定，對電機啟動階段存在的電流變化進行充分的掌握，但是對于啟動電流以及轉差率和電磁轉矩和負載情況等，卻不能很好的了解。無法全面的反應出電機啟動階段的電流變化。為將這一過程中任何時間內電啟動的電流值進行充分的測定，可利用示波器對電流啟動階段的電流變化進行確定，借以模擬實驗以及實測等手段，將精準的數據給獲得。

為時短路電流脈沖計數可靠性以及精準性在PLC系統中得到進一步提升，同時提升匝間短路電流脈沖計數的精準性，必須要注重其可靠性的提升，已取保相間短路電流脈沖計數和相對脈沖計數和匝間脈沖計數都可以正常的實施，對電機短路情況進行充分的掌握，提升PLC自控系統在預防電機短路故障發生時的工作性能更加凸顯出其重要性，是確保電機穩定運行的關鍵。

3 結論

為了保證電機的持續穩定運行，避免電機短路故障的發生，應當通過有效的措施加強PLC自控系統電機短路故障防護設計，提升其工作性能，確保電機持續穩定運行。依照電機短路故障發生的云因進行分析，并研究防護電機短路故障時PLC自控系統的控制難點，對該系統進行有效的改建與提升。基于該系統的工作原理，實施電機短路故障設計，促進其工作性能不斷提升，增進其防護作用，確保電機的運行安全，推動工業生產的持續健康發展。