作者/江英，茂名技师学院

用PLC实现配电房的温度控制

作者/江英，茂名技师学院

本文主要论述了配电房主要的降温形式与降温系统的特点, 根据自己的实际经验提出了一个改造配电房降温系统的设计方案，以节省大量人力物力。

PLC；配电房； 温度； 控制

1.改造背景

本人工作单位的配电房位于一楼，按规定的防护要求，使得配电房相当密封，只有一台排风扇进行通风散热，每当夏天来临，天气炎热，加上配电设备自身发热，使配电房内温度相当高。配电房设备由于温度过高会造成误动作，使得工作、生活受到很大的影响，也加重了值班人员的工作量，甚至容易发生事故，存在很大的安全隐患。

为解决上述问题，本人从实际出发，在配电房安装了一套自动控制系统，以实现配电房降温自动化控制。结合温度变化的特点，采用可编程控制器、传感器、轴流风机等设备组成自动降温系统。该系统使用后，能准确及时地调节配电房内的温度，保证配电设备安全、稳定、经济合理地运行，同时也减轻了值班人员的工作量，降低劳动强度。

2.改造原则

系统以保证安全为第一前提，选择高可靠性、高安全性的自动化元器件，实现无人值班的自动化系统。系统要依据温度控制实现自动/手动起停风机操作。系统要实现手动/自动，运行/切除/备用等控制模式，在自动控制方式下，能自动依据风机运行/切除/备用状态的选择，实现风机启停以及报警功能，并实时将数据传回总控室。保留手动控制回路，能通过控制柜上的自复式控制开关实现各风机的手动启/停操作。当自动控制系统全部失灵时或检修时，能通过手动起停风机。

3.系统功能

在控制系统中，配电房温度设置常温、高温和超高温三种工况。在配电房设置温度传感器，当温度达到指定温度时，温度传感器输出信号，再把数据传到PLC以实现自动控制。

本系统采用两台轴流风机。系统控制具有自动、手动两种工作方式。自动时，由PLC检测温度有关信号，自动完成各风机的启动/停止控制，不需人工干预；手动方式为故障检修和手动试车时使用（或自动控制系统故障退出时备用）。

（1）手动运行：手动状态时，1#、2#风机分别通过启动按钮SB1、SB2进行手动运行，作为检测风机及特殊情况下使用。

（2）自动运行：当配电房温度没有达到高温，风机只作换气使用。当配电房温度达到高温，使用一台风机，当配电房温度达到超高温，使用两台风机。

4.系统设计

开发应用PLC 的设计任务分为硬件和软件设计两部分。

■4.1 硬件设计

（1）安排PLC 的输入、输出点；

I/O分配表见表1。

表1 I/O分配表

根据输入信号及输出信号的数量，经过初略计算，根据I/O点数，本系统可选三菱FX2N-32MR-001型可编程控制器。

（2）温度传感器选用模拟输出的温度传感器。35度以下为常温，35度～45度高温，45度以上为超高温。1#传感器在温度35度以下无输出，温度35度以上有输出。1#传感器在温度45度以下无输出，温度45度以上有输出。

（3）风机选用600W轴流风机，轴流风机又叫局部通风机，不同于一般的风机它的电机和风叶都在一个圆筒里，外形就是一个筒形，用于局部通风，安装方便，通风换气效果明显，安全，可以接风筒把风送到指定的区域。降温效果良好；单位能耗低，在倡导节能的今天尤为重要；通风时机易掌握，不易出现结露；不用单独配备风机，方便灵活。

（4）系统硬件接线，系统硬件接线如图1所示。

■4.2 软件设计

主要包括:设计控制流程, 根据工艺要求先画出工作循环,如有必要再画详细的状态流程图;根据工作循环图, 画出虚拟的电路图—继电器梯形图。按梯形图编写指令程序表，系统调试。根据设计要求, 对程序进行调试和修改, 必要时还可对硬件进行修改, 直到满足要求。风机自动转换，为了防止风机和电气设备长期不用而导致设备受潮或出现其他故障而不能及时投入以至影响配电房设备安全。本系统程序设计风机自动轮换工作，控制程序将风机启停次数及运行时间等参数自动记录累计，系统根据这些运行参数按一定规律自动启、停风机。使各风机及其电气设备的使用率分布均匀，当风机在启动或运行过程中出现故障时，系统自动停止故障风机、投入新的风机，实现风机自动转换工作，同时系统自动发出报警，达到有故障早发现、早处理。

图1 系统硬件接线图

图2 状态流程图

（1）系统的顺序功能图设计

本系统工作原理：配电房温度没有达到35度，风机只作换气用。每30分启动2分钟，每一次启动换机。温度在35度～45度，一台风机启动，每小时换机动1次若。温度在45度以上，两台风机同时启动。

（2）控制系统的梯形图设计

控制系统梯形图如图3。

（3）系统动作过程

①第一阶段：按下启动按钮S1，X0 动合触点闭合，继电器M0得电，同时M0动合触点闭合自锁，并开始检测温度，当温度在35度以下时X002得电，此时风机位于换气状态，1 #风机启动并运行2分钟后停止，28分钟后2#风机启动并运行2分钟，28分钟后再换1#风机启动，如此循环以保证配电房空气流通。

②第二阶段：当温度上升至35～45度时X003得电，Y000输出，1#风机启动，1小时后换2#机启动。此时若温度下降到35度以下X003失电，风机继续运行10分钟后进入第一阶段运行。

③第三阶段：若温度继续上升至超高温X004得电，Y000输出，Y001无输出，两台风机同时运转。时若温度下降到高温度X004失电风机继续运行10分钟后进入第二阶段运行。

图3 PLC控制系统的梯形图

5.结束语

用PLC组成的本降温系统，实现了配电房温度的自动控制功能，自本系统投入使用以来，配电房温度都在规定要求的范围内，都没有发生过由于配电房温度过高而跳闸的故障，这说明改造是非常成功的。不但大大降低了故障率，而且节省人力，降低劳动强度，本人认为，采用PLC改造的系统降温，能适应南方高温气候，适用范围较广，有很强的可操作性。

＊ [1]魏志精.可编程控制器应用基础[M].电子工业出版社.2003.

＊ [2]周恩涛.可编程控制器原理及其在液压系统中的应用[M].机械工业出版社．

＊ [3]梁耀光、余文烋.电工新技术教程.中国劳动社会保障出版社.2007