基于PLC的一種電機停轉報警系統

吳 征，沈明昌，喻支乾，傅志軍，王 東，李漢振，趙宗波

(中國石化催化劑有限公司齊魯分公司運維車間，山東 淄博 255300)

報警箱設計原理：車間的電機運行信號由變頻器輸出，送至PLC的開關量輸入，PLC根據切換開關判斷車間的開停車狀態[2]。如果車間處于停車檢修狀態，則PLC不會輸出語音報警，報警指示燈及報警電鈴不會啟動；如果車間處于正常開車狀態，某臺電機出現非計劃停機狀況，PLC根據變頻器輸出的運行信號啟動報警信號燈及語音報警，語音報警會播報哪一臺電機出現故障，同時觸摸屏上會顯示出現故障電機的編號，以方便運行人員及時處理，燈光及響鈴提醒運行人員及時對車間發生的狀況作出反應。故障處理完畢后，運行人員需要手動操作報警箱上的復位按鈕進行復位。

(1)電動機正常運行

本系統不發出如何告警信息；

(2)電動機正常停機時，系統要能區分這種工作狀態，此狀態下，系統不

發出如何告警信息；

(3)電動機變頻器發出故障信號

通過設在控制箱上的觸摸屏告知是哪臺或者哪幾臺電機故障，同時發出聲光報警(進行語音播報具體的設備位號)。

(4)配置復位和消音按鈕，給每臺電機回路加裝檢修按鈕或者開關，防止

電機正常檢修時誤報。

本系統組成如下圖1所示：

圖1 系統組成

1 系統實現方案

1.1 系統設備

本系統最多可實現6臺連接設備的語音報警功能，系統設系統復位按鈕1個，每臺電機回路的檢修按鈕由觸摸屏實現。

該系統由以下元器件組成：

(1)控制器：

I/O點位分析：DI：8個、DO：7個；

配置以太網網口1個，為后期數據遠傳備用；

串行端口(RS485)1個，用于和HMI通訊；

采用西門子S7-200 SMART作為核心控制器，該型號PLC擁有12個DI，8個DO，1個RJ45，1個RS485，完全滿足現場需求；

(2)觸摸屏：觸摸屏采用昆侖通態TPC7062TX。滿足系統要求；

(3)開關電源：明緯220VAC/24VDC；

(4)聲光報警器：6路一對一(聲光)；

(5)附件(繼電器、按鈕、端子)采用國產優質產品；

(6)箱體：室內防水控制箱(掛壁安裝)

1.2 報警箱的電氣設計

1.2.1 停轉報警箱電氣原理

端子接線表如下表1所示。

表1 端子接線表

系統功能說明：

(1)設置HL1指示燈，用于系統電源指示。

(2)設置SB1按鈕，用作復位按鈕。當出現一臺或多臺機器故障時，按下按鈕復位所有故障。

(3)當出現一臺或多臺機器檢修時，可以在觸摸屏上設置機器為檢修狀態，防止誤報。

1.2.2 停轉報警箱PLC接線如下圖2所示。

圖2 PLC接線圖

1.2.3 停轉報警箱設備接線如下圖3所示。

圖3 設備接線圖

2 程序說明

2.1 觸摸屏

(1)主界面如圖4所示。

圖4 主界面

(2)操作步驟

登錄：點擊主界面中的登錄按鈕，在彈出的界面中，用戶名選擇為負責人(默認)，密碼為123，點擊確定按鈕，即可登錄。

配置：點擊配置按鈕，在彈出的配置界面中配置相關通道。點擊通道前面白色框，當白色框上出現紅色的勾號時，表示該通道啟用成功。(取消通道的話，則需要再次點擊白色框即可)。點擊黃色框，在彈出的界面中輸入通道名稱編號。配置完成后點擊確定按鈕。

選擇設備狀態：通道配置完成后，點擊投入生產按鈕，則表示開啟該通道的停轉報警監控；點擊檢修按鈕，則表示關閉該通道的停轉報警監控。

(3)故障復位

當現場狀態為生產中的設備電機停止運行時候，該系統會報警。柜體上面的指示燈亮起，并發出語音提示，觸摸屏上面會出現警示圖標。

現場故障排除后，點擊柜體面板上的復位按鈕，將故障信息復位。

3 結論

通過對現場情況的模擬實驗，當電機處于非計劃停車狀態時，報警器通過接收變頻器傳遞來的信號，在操作室發出聲光報警，并報出具體的電機位號。因此，該報警器的安裝，將多臺重要電機的運行狀態傳遞到操作室，車間操作人員能及時的對電機停轉做出反應，將非計劃停車的損失降到最低。

模擬報警箱實驗成功后，將會立即投入到該車間濾機電機上使用，現在已經開始進行控制線的現場敷設。通過檢測濾機電機變頻器的運行狀態，來監控電機。

用該型號PLC作為控制器時，其輸入輸出口不足以滿足崗位所負責的所有電機的監測功能，對于數量更多的電機，只能通過增加報警箱或者對PLC增加擴展模塊來滿足需求，使費用、占地空間大幅增加，不符合經濟生產的要求。

針對所暴露出來的問題，下一步的研究方向，可以將PLC替代為單片機或者處理速度更快的DSP,這樣報警器可以連接更多臺設備，消除了PLC輸入、輸出端口局限的障礙，將會更加的有利于生產效率的提高。