用PLC实现单台软起动器对多台电动机起动

班小强　张宏宇

摘 要：传统的电动机起动的方法用于要求不高的场合，而选用软起动装置对于要求较高的场合应用。软起动采用限流、电子起动、智能制动等工作方式。软起动器适用于大容量电动机的控制。用PLC来实现单台软起动器对多台电动机的起动式微电子技术和计算机相结合的，体现了小型化、专用化特点，应用越来越广泛。

关键词：软起动器；PLC控制系统；手动过程；自动过程

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.250

软起动器的应用范围广泛，在机械制造、冶金、石化、化纤纺织、食品加工产业领域的各类电力拖动。取代了Y—△起动器、磁控式起动器、自耦减压起动。软起动的起动电流可控制在3倍的额定电流以下，使电动机可以平稳起动。通常异步电动全电压下运行过程中，电动机从空载起动到满载负荷的过程中磁场几乎不变。因此磁化电流在所有负载下基本上是相同。所以电机在全压起动时对电网的冲击最大，并且冲击时间也最长。而通常使用的降压起动对电网的冲击比较小，但当某一个线圈电压切换时会出现二次冲击现象，使破坏程度加大。软起动在起动前设定了一个对电网不影响的起动电流，电机电流是缓慢增大到设定起动电流，因此没有冲击电流，所以对电网的影响几乎没有，并且消除起动力矩带来冲击。软起动器为电子调压并对电流实时检测，因此具有相序自动识别及纠正断相、三相电源不平衡、晶闸管超温、缺相、过载、等全电子保护。

1 总体方案

本系统中选用一台软起动器对四台电动机的起动。控制系统要求：一台软起动器起动四台风机，四台风机两台使用，两台备用。单台风机45Kw。使用要求：

（1） 每台都应有手动、自动两种选择，用开关人工设定；

（2） 无论手动、自动时，风机均由软起动器起动；

（3）二用二备，控制程序中要能自动识别；

（4）自动运行中，两台风机风量不够时，备用风机要能手工起动运行，通过控制程序实现软起动器起动运行。软起动器在主电路中的接线如图所示，软起动器输、输出接接触器KMl、KM2、KM3、KM4常开触点，软起动器输入和输出端串联接触器KM和接触器KM2的常开触点。软起动起动时，触点KM和触点KMn2闭合，触点KM1断开，起动电流经过软起动器流向电动机。软起动完成后触点KM1闭合，触点KM和触点KM2断开软起动器不工作。 工作电流通过KM1送至电动机。软起动停止时，触点KM和触点KM2闭合，触点KM1断开，实现软停止，直到电动机停止运行，然后断开触点KM和触点KM2。该方法提高了软起动器的使用寿命，避免产生的高次谐波。

2 主要设计单元

（1）本系统的主回路包括四台45W的风机及相应的电器元件，一台软起动器，在图中KM12表示第一台风机的软起动、软停止的运行过程主回路的接触器。KM22表示第二台风机的软起动软停止运行过程主回路的接触器。KM32表示第三台风机的软起动、软停止运行过程主回路接触器。KM42表示第四台风机的软起动、软停止运行过程主回路接触器。KM11旁路接触器切换第一台风机运行KM21旁路接触器切换第二台风机运行。KM31旁路接触器切换第三台风机运行。KM41旁路接触器切换第四台风机运行。控制回路：S7-200可编程逻辑控制器PLC组成，按照其控制的要求对四台风机进行起动。在控制电路中安装手动自动转换开关，当开关打到2时为自动状态。手动运行时，可用按钮来控制风机的起动和停止；自动运行下系统在PLC程序控制下运行。软起动器主回路组成每相由两只晶闸管反并联采用的是全数字无矢量控制技术。工作时CPU收到控制信号以后后，按用户的设定需求，自动控制晶闸管触发脉冲来移相。这样电机就按设定的曲线平滑起动。起动结束后CPU发出信号，信号使旁路真空接触器开始工作，而晶闸管暂停工作。停车时，给出停车信号，CPU控制真空接触器。

（2）软件设计：首先进行控制系统的I/O点击地址分配。控制系统的输入/输出信号的名称，二用二备的输入信号是自动右手动，代码及地址编号表输入/输出代码和地址编号：PLC系统的选型，设计单元的分析可以知道，系统共有开关输入点14个，开关输出点9个，如果选用CPU222的8入/6出，在加上扩展单元是可以的。本系统为了设计方便，采用了CPU226的24入/16出，I/O口供计40点，存储能力大，有多个扩展模块，有内置时钟，和CPU222相比增加了通信口的数量，通信能力与计数能力大大增强。

3 结论

用PLC来实现单台软起动器对多台电动机的起动，实现手动和自动可以切换。自动运行时如果发现风机风量不足，可以手动起动风机。用PLC来实现单台软起动器对多台电动机的起动体现了小型化、专用化，结合向高集成、小体积、大容量、高速度、易使用、高性能、低成本的方向发展。

参考文献：

[1]张凤林编著.电器与PLC控制技术[M].北京：化学工业出版社，2010（09）.

[2]王兆安主编.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2009（07）.

[3]任致程主编.电动机电子保护器与软起动器的应用指南[M].北京：机械工程出版社，2009（01）.