基于PLC的電機(jī)反時(shí)限過流保護(hù)方案

　　電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分。

　　硬件主要包括主控計(jì)算機(jī)、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、控制接觸器和模擬信號(hào)提取等部分。主控計(jì)算機(jī)由主控制器PLC(西門子公司的可編程邏輯控制器PLC)、鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器構(gòu)成，控制接觸器由中間繼電器和主接觸器構(gòu)成，模擬信號(hào)提取由電流互感和變送器構(gòu)成，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊由外部擴(kuò)展數(shù)字量輸出模塊DO、數(shù)字量輸入模塊DI和模擬量輸入模塊AI等構(gòu)成。硬件設(shè)計(jì)框圖如圖2所示。

　　圖2 硬件設(shè)計(jì)框圖

　　軟件部分采用STEP7軟件的STL語言編程。

　　設(shè)計(jì)思路：一是測當(dāng)前的電流值;二是根據(jù)電流過載倍數(shù)分段;三是計(jì)算出隨實(shí)時(shí)電流變化的保護(hù)時(shí)間(根據(jù)電流過載倍數(shù));四是按固定時(shí)間延時(shí)保護(hù)。

　　設(shè)計(jì)缺點(diǎn)：這是一個(gè)時(shí)間的累積過程，只能估計(jì)熱量的變化，不能反映電機(jī)熱量的實(shí)時(shí)變化(忽略了電流上升的升溫過程)，需經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)得程序流程圖如圖3.

　　圖3 軟件流程圖

　　4實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　電流恒定實(shí)驗(yàn)：設(shè)為實(shí)際恒定電流值，當(dāng)n=4.87倍時(shí)，保護(hù)時(shí)間14 s.

　　可見，由計(jì)算公式得出的保護(hù)時(shí)間與程序運(yùn)行時(shí)的保護(hù)時(shí)間完全吻合。

　　電流波動(dòng)實(shí)驗(yàn)：電流由額定值以下電流從小到大逐漸變化為7倍的額定值，持續(xù)2 s后，迅速回落為2.72倍，保護(hù)時(shí)間28s.

　　可見，電流動(dòng)態(tài)變化時(shí)的保護(hù)時(shí)間小于計(jì)算公式算出的保護(hù)時(shí)間，電流波動(dòng)時(shí)能較好的保護(hù)，體現(xiàn)了電機(jī)反時(shí)限過流保護(hù)程序的積分效應(yīng)。

　　抗干擾實(shí)驗(yàn)：超2倍額定值時(shí)，50 s不保護(hù)，突然加以干擾時(shí)，超額定電流6倍時(shí)，電機(jī)停2 s后回到額定電流值正常工作，按時(shí)間累加立即跳閘，抗干擾實(shí)驗(yàn)成功。

　　5結(jié)束語

　　根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際情況，從軟硬件角度提出了基于PLC的電機(jī)反時(shí)限過流保護(hù)方案，核心部分是反時(shí)限過流數(shù)學(xué)模型的建立。該電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景，已應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)，保護(hù)電機(jī)效果很好。