用S7-200 PLC实现两台电机的自动切换

2015-01-13董永兵刘玉斌刘海瑜

化工自动化及仪表 2015年4期

潘登董永兵王进刘玉斌刘海瑜景行

(陕西北元化工集团有限公司化工二分公司，陕西榆林 719319)

陕西北元化工集团有限公司现有110万t/a聚氯乙烯装置、88万t/a烧碱装置、4×125MW抽气式直接空冷汽轮发电装置和240万t/a工业废渣水泥装置，可直接转化原盐165万t/a和电石165万t/a，间接转化原煤600万t/a，是目前国内产业化配套完整、技术先进和循环经济特征明显的聚氯乙烯生产企业。

陕西北元化工集团有限公司化工二分公司80万t/a烧碱装置，采用伍德迪诺拉公司(以下简称伍迪公司)离子膜电解槽，共有4条烧碱生产线，每条生产线的产能为20万t/a。其中烧碱装置电解和二次盐水工段的盐水系统、阳极系统与阴极系统均采用一用一备两台泵为系统提供循环动力。在伍迪公司的技术资料中，要求当淡盐水泵、阳极液泵和阴极液泵其中一台泵跳停时，另一台备用泵必须在5s后自启动，以保证系统不会因为液位和流量达到低限而停车。

工业控制中，当掌握了更为快捷可靠的设计、安装和调试方法后，就会发现传统继电器控制方法的诸多不足，如设计过程中逻辑不严谨，需要不断修改、测试，电路接线繁杂，容易出错；调试过程方法单一，需要靠短接线或引入外部信号完成调试。与之相比，S7-200 PLC顺序控制设计法就显得更加严谨，在控制电路接线方面清晰简单，调试方法可以采用软件仿真。因此，S7-200 PLC控制使得逻辑电路更加安全可靠，从而能够保证化工生产系统的安全稳定运行。笔者根据伍迪公司技术资料的要求，利用S7-200 PLC控制的优点，如使用方便、编程简单、功能强及性价比高等，实现两台电机的联锁启停，防止由于电机故障或备用电机无法自启动导致的系统停车。

1 可行性分析①

根据伍迪公司的技术要求，要想实现两台电机的联锁控制，依靠传统方法必须具备的硬件条件有：空开、交流接触器、热继电器、延时继电器、命令开关和联锁按钮，并且要根据要求设计继电器的控制电路并完成其安装调试，在接线过程中必须小心谨慎，完成后要为控制回路送电，测试控制回路能否实现技术要求。此过程很大程度上依靠的是电气人员的经验，而且需要不断尝试和修改。

随着工业技术的成熟，S7-200 PLC控制展现出了诸多优点，因此现在普遍采用S7-200 PLC控制取代继电器控制来实现两台电机的联锁启停功能，其所需硬件条件有：空开、交流接触器、热继电器、S7-200 PLC控制器、命令开关和联锁按钮。只要掌握了S7-200 PLC控制器的工作原理、控制指令和接线方案，就可以根据技术要求编写两台电机联锁启停的程序。

2 S7-200 PLC控制实现两台电机的联锁启停

S7-200 PLC控制器选择S7-200 CPU 224XP，编程软件为Step 7-Micro/Win，程序编写完成后使用仿真软件对程序进行仿真运行。

通常情况下，设计S7-200 PLC程序有经验设计法和顺序控制设计法两种[1]。经验设计法在设计梯形图时没有固定的方法和步骤可以遵循[2]，对于不同的控制系统，没有一种通用的、容易掌握的设计方法。因而笔者采用顺序控制设计法，即按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间顺序，各执行机构各自有秩序地进行操作。两台电机自动切换顺序控制功能图如图1所示。

依据顺序控制功能图，编写顺控主程序：首次扫描，SM0.1为ON，M0.0被置位，M0.1和M0.2被复位；转换条件“启A”满足，M0.1被置位，A电机启动，同时M0.0被复位；转换条件“停A”满足，M0.0被置位，A电机停止，同时M0.1被复位；转换条件“启B”满足，M0.2被置位，B电机启动，同时M0.0被复位；转换条件“停B”满足，M0.0被置位，B电机停止，同时M0.2被复位；A电机启动，且联锁按钮激活，A运行信号丢失，延时5s，B电机启动，停A电机；B电机启动，且联锁按钮激活，B运行信号丢失，延时5s，A电机启动，停B电机。