软启动器外围控制线路的智能改造

唐栋　周彩霞

【摘 要】针对目前动力厂的部分重要电机采用的软启动器降压启动时易出现继电器误动作的缺点，故为了使电机运行更加经济、可靠，本文特提出用一台性能更稳定且故障率更低的PLC（S7-200 CPU EM224CN）来替代原来的多个普通继电器控制ATS48（施耐德软启动器）来分时启动2台（或多台）电动机的方法，并以启动两台电机为例，给出系统主回路和控制电路接线图，及PLC部分的主要梯形图、程序，并详细阐述其具体实现的方法。

【关键词】PLC ATS48 电动机 接线图 主回路 实现方法

1 应用背景及要求

我公司61号动力站中负责冬季中央空调厂房采暖的4台热水泵中每2台热水泵（45KW）共用一个ATR48软启动器进行启/停控制，控制柜内所有二次线路均按照施耐德电气提供的标准控制图接线（大量使用最普通的有触点的各类继电器实现逻辑控制），该系统几乎每年都会因为继电器的误动作或不动作等原因造成热水泵无法正常工作。由于二次设备线路较为繁杂，故增加了维修难度，致使每次维修周期都较长，不利于长远发展。再考虑到控制设备占地面积大，故我计划对原控制系统进行技术改造：达到以PLC为控制器，用1台施耐德 Altistart 48对2台相同型号的水泵的v分别启/停进行控制。

2 系统硬件设计

2.1 PLC外部接线图（图1）

2.2 一次接线原理图（图2）

3 系统软件设计

3.1 控制梯形图（图3）

3.2 梯形图与电机启停详解

3.2.1 1#电机启动过程

（1）按下MST启动按钮，PLC输出Q0.0得电使得外部继电器KA得电，进线接触器KM1吸合，主触头闭合。 （2）按BPM1启动电机1，当按下BPM1时，PLC内部继电器M10.1（PLC输出Q0.0得电使得外部继电器KA得电，进线接触器KM1吸合）得电；（3）此时ATS48由MST和KM1供电，ATS48的R1端子接通（PLC外部输入I0.6接通）后PLC内部继电器M0.0被激活，此时PLC输出Q0.1输出（KA1闭合）使得软启动接触器KM11吸合。（4）因为PLC内部继电器M10.1闭合，使得PLC内部时间继电器T37得电，在0.8S的延时后PLC内部继电器M0.5也会得电。（5）ATS48在有T37和M0.5吸合后，RUN端子施加运行命令（脉冲信号）后将会由ATS48对1#电机进行软启动。PLC内部继电器M10.1由于M0.5常闭触点打开失电。此时PLC输出Q0.1保持输出（KA1保持闭合），使得KM11保持闭合。（6）在启动结束时，R2在ATS48得电，M0.1闭合，此时PLC输出Q0.2得电（KA2闭合），KM12被闭合，而KM11保持闭合。（7）在较短的一段时间之后，R2在R1之后失电（启动器旁路功能）。

由于M0.0断开，使得软启动接触器KM11断开，电机继续由KM12供电进行工频运行。

3.2.2 1#电机停止过程

（1）按下BPM2， PLC内部继电器M0.3闭合后，经过一定的延时后T37和T39闭合。ATS48上的L1从T38和T39上接收一个停机命令（L1必需调整至L1C值）。（2）收到停机命令后ATS48上的R1和R2得电动作（R2为脉冲信号，R1保持闭合直到电机完全停下来），此时KM21闭合。（3）在一段可调的延时后，M0.6和T40得电，PLC输出 Q0.7得电，使得外部继电器KA7得电，此时ATS48从KA7接受一个停机命令。（4）执行停机命令后KM22 失电，电机将由ATS48使电机减速。（5）当电机完全停下来后ATS48上R1断开，KM21断开。

此时ATS48可以对其他电机进行启动或停机

3.2.3 2#电机启动过程

（1）按下MST启动按钮，PLC输出Q0.0得电使得外部继电器KA得电，进线接触器KM1吸合，主触头闭合。 （2）按BPM2启动2#电机1，当按下BPM2时，PLC内部中间继电器M10.1（PLC输出Q0.0得电使得外部继电器KA得电，进线接触器KM1吸合）得电；（3） 此时ATS48由MST和KM1供电，ATS48的R1端子接通（PLC外部输入I0.6接通）后PLC内部继电器M0.0被激活，此时PLC输出Q0.3输出（KA1闭合）使得软启动接触器KM21吸合。（4）因为PLC内部继电器M10.1闭合，使得PLC内部时间继电器T37得电，在0.8S的延时后PLC内部继电器M0.5也会得电。（5）ATS48在有T37和M0.5吸合后，RUN端子施加运行命令（脉冲信号）后将会由ATS48对2#电机进行软启动电机。PLC内部继电器M10.1由于M0.5常闭触点打开失电。此时PLC输出Q0.1保持输出（KA1保持闭合），使得KM21保持闭合。（6）在启动结束时，R2在ATS48得电，M0.1闭合，此时PLC输出Q0.4得电（KA2闭合），KM22被闭合，而KM21保持闭合。（7）在较短的一段时间之后，R2在R1之后失电（启动器旁路功能）。

由于M0.0断开，使得软启动接触器KM21断开，电机继续由KM22供电进行工频运行。

3.2.4 2#电机停止过程

（1）按下BPM2， PLC内部继电器M0.3闭合后，经过一定的延时后T37和T39闭合。ATS48上的L1从T38和T39上接收一个停机命令（L1必需调整至L1C值）。（2）收到停机命令后ATS48上的R1和R2得电动作（R2为脉冲信号，R1保持闭合直到电机完全停下来），此时KM21闭合。（3）在一段可调的延时后，M0.6和T40得电，PLC输出 Q0.7得电，使得外部继电器KA7得电，此时ATS48从KA7接受一个停机命令。（4）执行停机命令后KM22 失电，电机将由ATS48使电机减速。（5）当电机完全停下来后ATS48上R1断开，KM21断开。

此时ATS48可以对其他电机进行启动或停机。

4系统调试

通过实验室模拟运行，该系统运行可靠，可应用于我分厂的单台软启控制的多台电机的启动过程。

5 结语

本文通过避免传统的继电器式控制方式的缺点，基于PLC设计了控制系统，在硬件上具有安装接线简单，工作可靠优点；在软件上不仅满足了施耐德ATS48软启的基本控制功能，还应用定时器等指令实现了软启的可靠控制，提高了系统得控制可靠性和灵活性，使系统具有通性和实用性。

参考文献：

[1]《施耐德 Altistart 48 用户手册》.施耐德电气提供.

[2]廖常初 主编.《S7—200 PLC编程及应用》.机械工业出版社.