智能软启动控制装置的研制及应用

摘 要：介绍了一种可靠性高、保护功能齐全的智能软启动控制装置的性能特点。主要以先进的变送器为测量器件，以DSP为控制核心，采用最先进的电机控制算法、人工智能控制理论、模糊控制理论构成了可靠的智能化、免维护控制系统。具有电压斜坡启动、突跳转矩、限流启动等多种启动方式，以及自由停机、、刹车制动、软停机等多种停机方式，能适应水力发电厂油泵、水泵、空压机、风机等不同特性、不同要求的控制系统。

关键词：智能化；软启动；控制装置

水电站传统的控制装置采用浮球开关，由交流接触器直接启动和停止电机，这种控制方式不仅精度低、可靠性差，而且电机启动时的大电流对电网的冲击较大，电机直接停机造成的气锤、水锤、油锤效应等对电动机的长期运行也存在危害。针对上述问题，武汉海吉电力科技发展有限公司研制出HJR3000系列智能软启动控制装置，该装置解决了三大关键问题：（1）彻底解决了电接点压力表与浮子工作不可靠及动作接点难调整的问题；（2）彻底解决了交流接触器“打火”及易粘连的问题；（3）彻底解决了电机启动电流过大的问题，加强了对电机、泵及受控系统的保护；（4）彻底解决了泵机设备的联合控制及远程监控问题。近十年的运行实践证明，效果较为显著，提高了发电设备的自动化运行水平。

1 系统原理

控制装置采用16位DSP可编程微处理器为控制核心，DSP（数字信号处理器）是目前国际上最先进的控制器件，是在单片微机（MCU）及可编程控制器（PLC）的基础上演变发展起来的，同时具有MCU的超强处理能力和PLC的高可靠性。在晶闸管调压软启动的基础上，采用了最先进的电流闭环控制算法，能真正控制电机的输出转矩。使得电机能自适应负载转矩，在最佳功率因数下以最小的启动电流完成启动过程。

2 主要特点

控制装置具有专门针对水力（火力）发电厂及排涝泵站的特色功能：

（1）完全自主知识产权的现场可编程DSP核心控制系统；（2）具有多种启动、停止方式，能适应各种载荷类型的电机；（3）一泵一控，任一控制装置故障不影响其它控制装置的运行；（4）一主多备，最多可8台装置联机组成主备系统；（5）交流接触器旁路运行，交流接触器紧急启动；（6）压力油系统自动补油、自动补气；（7）同一系统中多泵轮换运行；（8）水泵自动投润滑水，空压机自动排空、排污；（9）同一系统中多机共用变送器，变送器检测处理电路独立；（10）RS485通讯功能，能与全厂监控系统接口；（11）变送器与浮子接点（电接点压力表）以及远程控制信号并联运行。（12）过高、过低、超高、超低报警信号接点输出。（13）正常启动、备用启动、运行信号接点输出。（14）告警信息记录，最多可记录最近的16条告警信息。

3 基本功能

3.1 启动、停止功能

控制装置有多种启动和停机方式：电压斜坡启动、限流启动、突跳转矩启动、直接启动、软停机、自由停机和刹车制动等停机方式，根据负载类型的不同，选择相对应的启动和停机方式，以便更好的保护电机。

3.2 一主多备、联机运行

特别针对水力发电厂一主多备的应用，装置集成了联合控制模块，可以实现8台装置联机运行。共享变送器信号，变送器信号可任意连接到联机系统中的任一台，该装置断电时，其他装置可正常使用变送器信号；共享监控信号，计算机监控系统可任意连接到联机系统中的任一台装置，便可以获取所有装置的信息。在一主多备应用时可以任意设定主备运行及轮换运行，并且任一装置故障或退出运行时，其它装置仍能组成联机系统。相对于采用联合控制柜的方式具有明显的优势。

3.3 故障检测与处理

控制装置可显示最近的16次故障，故障码为2字节16进制数，按位代表不同的故障。具有完整的电机保护功能：过热、堵转、欠载、过载、过压、欠压、平衡、旁路故障等，发生故障后，自动转入备用系统，维持辅机的正常运行。

3.4 人机交互界面

控制装置为中文人机界面，可方便的进行现场编程和参数设置。液晶屏可实时监视电机启动电流和电压，运行状态清晰可见。标准的RS485通讯接口可与上位机或集中控制中心进行通信，接受上位机的启动、停止控制，并向上位机传送软起动器的运行状况及相关数据。

3.5 开关量输入输出接口

控制装置具有8路可编程硬件输入接口和10路可编程硬件输出接口，与之对应的输入接口有15种软件功能，输出接口有17种软件功能，可通过参数设置每一个输入输出接口的功能。

4 结束语

智能软启动控制装置适用于水电站、火电站、泵站等泵机类负载控制系统，能显著节约系统成本，减小日常维护工作量，增强系统可靠性，提高了自动化运行水平。该控制器在各大电站已运行近10年，运行可靠，免维护，真正实现了水电厂“无人值班，少人值守”的要求。

参考文献

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[6]DVP-PLC系列应用技术手册（程序篇）[S].中达电通股份有限公司.

作者简介：唐玉婉（1983-），女，湖北枣阳人，大专学历，助理工程师。