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S7—200在三工位开关的应用分析

2015-04-27祝玉刚

企业导报 2015年6期
关键词:合闸工位断路器

祝玉刚

摘 要:在电力系统中,金属封闭高压开关成套设备,因体积小、便于安装和操作,得到广泛应用,由于一次设备的小型化,其相应的控制部分也不断地智能小巧化。本文以ZX2型气体绝缘开关柜为例,分析其三工位开关通过S7-200控制的应用。

关键词:三工位;S7-200;联锁

前言:三工位开关:是高压成套开关的一部分,是集隔离开关和接地开关为一体的装置。其设置在母线与断路器之间,实现与母线联接、与母线隔离以及给母线或线路接地的功能。即三工位开关有三个位置:隔离开关合位(联接)、隔离开关分位(隔离)和接地开关合位(接地)。三工位开关操作则通过电机驱动,电机的运转则通过PLC控制,以完成三个位置间的转换,电机正转实现接地开关分闸、隔离开关合闸;电机反转实现隔离开关分闸、接地开关合闸。

S7-200安装及编程简便易用。文中使用了S7-200的CPU224模块。采用FBD功能块图编程方式,编辑时程序逻辑由盒指令之间的连接决定,这样可以建立所需要的控制逻辑,并能解决范围广泛的逻辑问题[1]。

一、操作过程

操作对像:以“Q1为三工位开关,QB为断路器,SS33为三工位隔离操作开关,SS34为三工位接地操作开关”的线路为例。对三工位开关由隔离位置到联接位置操作过程进行分析,此过程属于“拆除安全措施并送电”的一部分操作:断开QB;检查QB确在分位;将SS34置于分闸;检查Q1三工位开关确在隔离状态;将SS33置于合闸;检查Q1三工位开关确在联接状态;合上QB;检查QB确在合位。

二、S7-200控制应用分析

(一)控制基本要求。在进行三工位的不同位置操作时,先判断三工位当前位置,操作前是否达到操作条件,如果位置不正常,发出故障报警同时闭锁操作。当达到条件时,启动相应的操作开关,S7-200根据控制逻辑,控制三工位电机正、反转,同时启动定时器,当离开当前位置并达到操作位置后,停止电机转动,操作完成;若未离开当前位置或未达到操作位置时,电机运行到预设时间后停止工作,同时报警提示。

(二)联锁要求。防止带负荷拉、合刀闸:断路器在合闸位置时,闭锁三工位的隔离分合操作;防止带接地线合闸:三工位在接地状态时,闭锁带电合断路器操作;防止带电挂接地线:断路器合闸位置时,闭锁三工位的接地合操作;

(三)控制分析。以三工位开关由隔离位置到联接位置操作进行分析:前提条件:操作回路的断路器QB断开;三工位开关在隔离位置;母线无接地。此时未操作前的正常状态是:隔离位置I0.1和接地分闸I0.3为有输入,其它均为无输入、无输出。在满足一系列操作条件后,此时由逻辑进行控制。在I1.1接通并同时满足,电机未反转Q0.2、报警灯未亮Q0.0、三工位开关未在联接位置I0.2、三工位开关未在接地位置I0.4;即通过与逻辑

AND1功能块输出RLO为“1”。经下一或逻辑OR1功能块输出

RLO为“1”。又与QB在分闸位置的非I0.7、定时器T37常闭位通过与逻辑AND5功能块输出RLO为“1”。则SR的S1端输入为真,OUT端输出RLO为“1”,与定时器T37常闭位通过与逻辑AND6功能块输出RLO为“1”,即Q0.1为有输出。则Q0.1端线圈得电被激励启动,三工位电机得电,电机正转。通过

AND6功能块使Q0.1无输出。若在180秒内正常操作运行,则电机正转使三工位开关离开隔离位置,非I0.1,与达到操作位置

I0.2和M0.1动合触点以及M0.2运断触点,通过与逻辑AND3功能块输出为RLO为“1”。再经OR2输出为RLO为“1”。至SR的R端为1。由于先前I1.1回路中SS33开关为自复位开关,经逻辑运算后,SR的S1端为0。此时SR的OUT端则输出为0,则Q0.1无输出,Q0.1端线圈失电,电机停止工作。

(四)分析小结。一SR的应用,即:S1为1, 无论R为0或1,

OUT都为1;当S1达到操作条件后,输出即进行相应操作。只有S1为0,R为1时,OUT才为0;当R条件满足后且S1为0,输出即停止相应操作。二,TON(定时器)T37的应用,指令在IN输入为"1"时,开始计时。当前值大于或等于预设时间(PT)时,定时器位为"打开"。即定时器T37常闭位断开,T37常开位闭合。方式一即通过T37常闭位直接断开使Q0.1无输出;另一个是通过T37常闭位断开使SR的S1输入为0, T37常开位闭合使SR的R输入为1,则SR的OUT输出为0,即Q0.1无输出。三,位存储器M的应用,作为一种辅助继电器,它不能直接驱动外部负载,位存储器的常开与常闭触点在PLC内部编程时可无限次使用,可以用位存储区作为控制继电器来存储中间操作状态和控制信息。在图1:功能块AND3和AND4中若未应用

M0.1和M0.2位,则会发生,在进行隔离合闸操作时,当SS33返回后,电机就立即停止工作,因为AND4的输入,在隔离合闸操作时,I0.3为1和I0.4为0,造成AND4的输出一直为1,即

SR的R端为1, 当SS33返回时I1.1无输入,SR的IN端为0,此时SR的OUT端则输出为0,使Q0.1无输出。所以通过M0.1和M0.2辅助继电器的应用,来闭锁以上不正常情况的发生。

总结:通过对S7-200在三工位开关控制中的应用分析,详细阐明了PLC的逻辑控制过程。在分析中也发现了一些值得关注的问题:S7-200的故障显示未通信至电脑监控,可将S7-200监控纳入继电保护监控的电脑,便于日常的监盘。三工位操作过程中离开当前位置,达到操作位置均通过辅助开关接点指示,辅助开关的可靠性对三工位操作起到至关重要作用,应做好辅助开关的日常检查维护。

参考文献:

[1] 西门子 S7-200中文系统手册 [Z]

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