可编程控制器在电厂保安电源投切中的应用.docx

可编程控制器在电厂保安电源投切中的应 用 (XX 硕瑞伟业控制技术有限公司，XX 100000) 摘 要：文章介绍了可编程控制器的概念、可编程控制 器的特点、工作原理以及方法。 关键词：可编程序控制器；保安电源；控制逻辑 中图分类号：TM571.6 文献标识码：A 文章编号： 10076921(XX)06025102 1 什么是可编程序控制器 可编程序控制器(Programmable Logic Controller)， 简称 PLC。它是 70 年代以来，在集成电路、计算机技术基 础上发展起来的一种新型工业控制设备。目前，国外已广 泛地应用于自动化控制系统。PLC 的生产商正不断地开发 PLC，使 PLC 的应用面越来越广。近年来，国内在 PLC 开发 应用方面的发展也很快，除许多从国外引进的设备、自动 化生产线外，国产的机床等设备也越来越多地采用 PLC 控 制系统取代传统的继电器控制系统。 2 PLC 的特点 PLC 是专为工业应用而设计的，它具有以下主要特点： 2.1 高可靠性 PLC 具有很高的抗干扰能力，能在恶劣环境中可靠地工 作，平均无故障时间高，故障修复时间短。 2.2 编程简单、使用方便 目前大多数 PLC 均可采用梯形图编程方式，既继承了 传统控制线路的清晰直观的优点，又考虑到大多数企业电 器技术人员的读图习惯和微机应用水平，易于接受。这种 面向生产的编程方式，与目前微机控制生产对象中常用的 汇编语言相比，更容易被操作人员所接受。 2.3 具有高灵活性、很强的信息处理能力和多功能 PLC 产品由于采用微电子技术，所以不仅提高了可靠性、 灵活性，而且增强了信息处理能力和其他功能。 2.4 体积小、重量轻 PLC 的体积小、重量轻的特点是有目共睹的，它可以方 便地应用于各类机床或自动生产线的自动控制现场。 2.5 扩充方便、组合灵活 PLC 产品一般都是模块化结构，并具有各种扩展单元， 可以方便地组成适合不同工业控制需要的系统。 2.6 PLC 是实现机电一体化的重要手段和发展方向 PLC 结构紧凑、坚固、体积小巧，并具有很强的抗干扰 能力，使之易于装入机械设备内部，因而成为实现机电一 体化较理想的控制设备。 3 PLC 的基本控制原理 与任何一种继电器控制系统一样，PLC 也是由输入部分、 逻辑部分和输出部分组成。 输入部分由各类按钮、开关类主令电器、接点、行程 开关、仪表等组成，其作用是用来收集并保存被控制对象 实际运行的状态和数据。输入部分与继电器控制系统基本 相同，但为了将不同的电压或电流形成的信号源转换成微 处理器所能接受的低电平信号，须加入变换器。 逻辑部分是由各种接点、继电器、触点组成的实现一 定逻辑功能的控制线路，用于处理输入部分所取得的信息， 并判断那些功能需做出输出反应。PLC 采用大规模集成电路 构成的微处理器和存储器来组成逻辑部分。通过编程，可 以灵活地改变其控制程序，相当于改变了继电器控制系统 的硬接线线路，这就是所谓的“可编程序”。程序由编程 器或上位计算机送入处理器中的存储器，可以方便地读出、 检查、修改。 输出部分包括各种继电器、接触器、电磁阀、信号灯 等执行机构，它根据逻辑部分做出的指令，完成相应的动 作。PLC 的输出部分也与继电器控制系统类似，程序执行结 果会产生一系列需要的输出信号，按预定的逻辑去控制执 行元件。 4 电厂保安电源的投切要求 电厂的保安电源在电厂的正常生产中具有极其重要的 作用，电厂的锅炉、汽机、发电机部分的所有重要负荷都 由保安电源来供电。电厂的保安电源一般分为 A、B 两段， 每一段都由两路电源供电。同时，为了保证厂用电失电情 况下保安段重要负荷的运转，设计规范还要求保安段必须 配备应急柴油发电机组。保安段电气接线如下图所示。 740)this.width=740“ border=undefined 保安段的每一段正常时由一路电源供电。当保安段任 何一段的供电电源失电时，启动备自投，由备自投装置跳 开该路电源，合上另一路电源。如果备自投成功，则不启 动柴油发电机组；如果备自投失败，则启动柴油发电机组， 待升压稳频后投入运行。 5 PLC 的控制逻辑 5.1 自动启机逻辑 正常工作时当保安 PCA 段由 3ZKK(或 4ZKK)供电。当保 安 PC A 段失电，启动备自投，由备自投装置经延时跳开 3ZKK(或 4ZKK),合 4ZKK(或 3ZKK)。如备自投成功，母线电 压恢复，不启动柴油发电机组；如备自投失败，母线电压 仍低(由 PT 实现，由设方提供的一付失压闭合的常开接点)， 此时 3ZKK(或 4ZKK)可能未打开，或备自投成功后，母线电 压又低，此时 4ZKK(或 3ZKK) 可能未打开，启动柴油发电 机(从第一次母线电压低共延时 35S, 并能连续启动三次)。 待柴油发电机升压、升速达到额定电压、额定频率后，自 动合上柴油发电机出口开关 ZKK。确认发电机出口开关合闸 成功后，再次检测保安 PC A 段是否有电(由设方提供的一 付有压闭合的常开接点)，如果有电，则跳柴油发电机出口 开关并停柴油发电机；如果没电，则跳开保安 PC A 段工作 进线开关 3ZKK 及 4ZKK，并闭锁备自投，确认保安 PC A 段 工作进线开关 3ZKK 及 4ZKK 确已跳闸，合上保安 PC A 段馈 线开关 1ZKK。确认保安 PC A 段馈线开关 1ZKK 确已合闸， 发“切换成功”信号。 正常工作时当保安 PC B 段由 5ZKK(或 6ZKK)供电。当 保安 PC B 段失电，启动备自投，由备自投装置经延时跳开 5ZKK(或 6ZKK),合 6ZKK(或 5ZKK)。如备自投成功，母线电 压恢复，不启动柴油发电机组；如备自投失败，母线电压 仍低(由 PT 实现，由设方提供的一付失压闭合的常开接点)， 此时 5ZKK(或 6ZKK)可能未打开，或备自投成功后，母线电 压又低，此时 6ZKK(或 5ZKK) 可能未打开，启动柴油发电 机(从第一次母线电压低共延时 35S, 并能连续启动三次)。 待柴油发电机升压、升速达到额定电压、额定频率后，自 动合上柴油发电机出口开关 ZKK。确认发电机出口开关合闸 成功后，再次检测保安 PC B 段是否有电(由设方提供的一 付有压闭合的常开接点)，如果有电，则跳柴油发电机出口 开关并停柴油发电机；如果没电，则跳开保安 PC B 段工作 进线开关 5ZKK 及 6ZKK，并闭锁备自投，确认 5ZKK 及 6ZKK 确已跳闸，合上保安 PC B 段馈线开关 2ZKK。确认保安 PC B 段馈线开关 2ZKK 确已合闸，发“切换成功”信号。 保安 PC A 段、保安 PC B 段同时失电，启动备自投。 如备自投失败，经延时启动柴油发电机。待柴油发电机升 压、升速达到额定电压、额定频率后，自动合上柴油发电 机出口开关，确认发电机出口开关合闸成功后，再次检测 保安 PC A 段、保安 PC B 段是否有电(检测 PT): 5.1.1 如果保安 A、B 段都有电，则跳柴油发电机出口 开关及停柴油发电机。 5.1.2 如果保安 A、B 段都没电，则跳开保安 PC A 段、 保安 PC B 段工作进线开关 3ZKK、4ZKK、5ZKK、6ZKK，并闭 锁两段备自投，确认保安 PC A 段、保安 PC B 段工作进线 开关 3ZKK、4ZKK、5ZKK、6ZKK 确已跳闸，合上保安 PC A 段、保安 PC B 段馈线开关 1ZKK、2ZKK。确认保安 PC A 段、 保安 PC B 段馈线开关 1ZKK、2ZKK 确已合闸，发“切换成 功”信号。 5.1.3 如果保安 A 段没电，保安 B 段有电，则跳开保 安 PC A 段工作进线开关 3ZKK、4ZKK，并闭锁 A 段备自投， 确认保安 PC A 段工作进线开关 3ZKK、4ZKK 确已跳闸，合 上保安 PC A 段馈线开关 1ZKK。确认保安 PC A 段馈线开关 1ZKK 确已合闸，发“切换成功”信号。 5.1.4 如果保安 B 段没电，保安 A 段有电，则跳开保 安 PC B 段工作进线开关 5ZKK、6ZKK，并闭锁 B 段备自投， 确认保安 PC B 段工作进线开关 5ZKK、6ZKK 确已跳闸，合 上保安 PC B 段馈线开关 2KK。确认保安 PC B 段馈线开关 2ZKK 确已合闸，发“切换成功”信号。 5.2 手动启机逻辑 按操作员台上紧急启机按钮，或 DCS 发出起机指令， 启动柴油发电机。当柴油发电机升压、升速达到额定电压、 额定频率后，自动合上柴油发电机出口开关，然后由 DCS 手动跳开保安 PC A 段进线开关 3ZKK、4ZKK 或保安 PC B 段 进线开关 5ZKK、6ZKK，最后由 DCS 手动合上保安 PC A 段 1ZKK 或保安 PC B 段 2ZKK 馈线开关，切换完毕。 5.3 手动停机逻辑 当柴油发电机接到远方停机指令或就地停机指令时， 由 PLC 判断柴油机此时是带保安 PC A 段还是保安 PC B 段， 然后启动相应的跳闸逻辑。 5.3.1 若柴油机带保安 PC A 段，则跳保安 PC A 段馈 线开关 1ZKK，并联动合保安 PC A 段工作进线开关 3ZKK， 此时检测事故保安 PC A 段是否有电。如果保安 PC A 段没 有电，则跳保安工作进线开关 3ZKK，合保安工作进线开关 4ZKK，此时再次检测事故保安 PC A 段是否有电。如果保安 PC A 段没有电(切换不成功)，则跳保安工作进线开关 3ZKK 和 4ZKK，同时闭锁备自投，并联动合保安 PC A 段馈线开关 1ZKK。如果保安 PC A 段有电(切换成功)，则跳柴油发电机 出口开关，然后经延时冷却后停机。 5.3.2 若柴油机带保安 PC B 段，则跳保安 PC B 段馈 线开关 2ZKK，并联动合保安 PC B 段工作进线开关 5ZKK， 此时检测事故保安 PC B 段是否有电。如果保安 PC B 段没 有电，则跳保安工作进线开关 5ZKK，合保安工作进线开关 6ZKK，此时再次检测事故保安 PC B 段是否有电。如果保安 PC B 段没有电(切换不成功)，则跳保安工作进线开关 5ZKK 和 6ZKK，同时闭锁备自投，并联动合保安 PC B 段馈线开关 2ZKK。如果保安 PC B 段有电(切换成功)，则跳柴油发电机 出口开关，然后经延时冷却后停机。 5.3.3 如果柴油机带保安 PC A、保安 PC B 段则启动上 述所有逻辑。 6 其他需要说明的事项 PLC 的输入来自 ZKK6ZKK 的位置接点、保安段有电和 失压的信号、转换开关位置接点，PLC 的输出动作于 ZKK6ZKK 的合闸和分闸线圈。 机组选择开关设置自动、停止、检修位，机组选择开 关置于自动位置，PLC 才能进行柴油发电机组的自动投入处 理，当机组选择开关置于停止和检修