摘 要：煤泥泵常采用軟起動(dòng)控制方式。基于PLC可編程控制器的軟起動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水泵的起、?？刂?、運(yùn)行監(jiān)視和保護(hù)。
關(guān)鍵詞：PLC；可編程控制器；水泵起動(dòng)；控制；軟起動(dòng)器
　　2001年，對(duì)選煤廠技改，增加一套能力250×10000t的模塊式重介系統(tǒng)，洗選13mm以下末煤。其中，粗煤泥處理系統(tǒng)中有一臺(tái)型號(hào)10／8ST—AH的煤泥泵（電機(jī)Y355L2—8220kW／380VAC）。為避免水泵電機(jī)直接起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)沖擊，并降低變壓器的配置容量和投資成本，在煤泥水泵電機(jī)主回路控制上，選用上海的JJR1000系列軟起動(dòng)器。
1 軟起動(dòng)控制器簡(jiǎn)介
　　JJR系列全數(shù)字軟起動(dòng)控制器，是以先進(jìn)的16位單片機(jī)為控制核心的大功率晶閘管組件，具有轉(zhuǎn)矩控制的軟起動(dòng)、限流起動(dòng)、全壓起動(dòng)、雙斜坡軟起動(dòng)和軟停止功能；參數(shù)可根據(jù)負(fù)載自行設(shè)定，并具有過流、過載、缺相等多種保護(hù)。該軟起動(dòng)裝置輸出電壓按設(shè)定的要求上升，使受控電機(jī)的轉(zhuǎn)矩按優(yōu)化的加速曲線完成起動(dòng)過程；旁路關(guān)掉晶閘管組后，由交流接觸器工作。
2 與傳統(tǒng)控制方式比較
　　3相鼠籠型異步電機(jī)起動(dòng)或停車過程中，存在一系列問題：全壓起動(dòng)的沖擊轉(zhuǎn)矩對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)的沖擊和起動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)沖擊。運(yùn)行時(shí)，電機(jī)端電壓超過其額定電壓，鐵損上升；低于額定電壓，則電動(dòng)機(jī)銅損上升。停機(jī)時(shí)，如拖動(dòng)系統(tǒng)突然失去轉(zhuǎn)矩，靠系統(tǒng)的摩擦轉(zhuǎn)矩克服系統(tǒng)慣性的滑行停車，也給拖動(dòng)系統(tǒng)帶來諸多問題，如水泵的水錘現(xiàn)象等。
　　JJR系列軟起動(dòng)器覆蓋5．5～500 kW，廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的交流鼠籠電機(jī)傳動(dòng)設(shè)備，是傳統(tǒng)的星一三角起動(dòng)、電抗器起動(dòng)、自耦減壓起動(dòng)器的更新?lián)Q代產(chǎn)品，有很多優(yōu)點(diǎn)。
　?。?）采用16位單片機(jī)全數(shù)字自動(dòng)控制；
　?。?）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩電流、電壓、時(shí)間可按負(fù)載靈活設(shè)定，取得最佳的電流沖擊和轉(zhuǎn)矩控制特性；
　?。?）對(duì)電機(jī)提供平滑的漸進(jìn)起動(dòng)過程，減少起動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)沖擊，降低設(shè)備的振動(dòng)和噪聲，延長(zhǎng)傳動(dòng)系統(tǒng)壽命，并改善勞動(dòng)環(huán)境；
　?。?）起動(dòng)電流可根據(jù)負(fù)載調(diào)整，減少起動(dòng)損耗，以最小的電流產(chǎn)生最佳轉(zhuǎn)矩；
　?。?）軟停車特性，可大大延長(zhǎng)電觸點(diǎn)壽命，并滿足不同場(chǎng)合需求；
　?。?）具有過流、過載、缺相等多種保護(hù)，可保證設(shè)備和電機(jī)安全；
　?。?）方便的外控接口有多種功能：數(shù)字延時(shí)起動(dòng)控制、軟?？刂戚斎搿⑵饎?dòng)延時(shí)繼電器輸出和故障繼電器輸出；
　?。?）相序可自動(dòng)識(shí)別并具相序保護(hù)功能；可自由停止和軟停止，時(shí)間可調(diào)節(jié)；
　?。?）4～20mA標(biāo)準(zhǔn)模擬電流輸出可與儀表連接；
　?。?0）雙電源隔離確保控制部分不受強(qiáng)電干擾。
3 軟起動(dòng)控制方式的系統(tǒng)構(gòu)成
　　煤泥泵使用了一臺(tái)軟起動(dòng)器，分別對(duì)煤泥泵實(shí)現(xiàn)一對(duì)一的軟起動(dòng)控制。每個(gè)PLC控制器與一臺(tái)軟起動(dòng)器安裝于集控室內(nèi)的水泵控制柜內(nèi)。操作人員可根據(jù)監(jiān)控畫面上超聲波液位計(jì)變送器顯示的液位值來控制現(xiàn)場(chǎng)煤泥水泵的軟起、軟停；還可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定的液位值來實(shí)現(xiàn)煤泥水泵的自動(dòng)控制起動(dòng)（85 液位）和停止（15％液位）。
3．1 一次回路
　　一次回路系統(tǒng)圖中，柜內(nèi)一次系統(tǒng)主要包括：一臺(tái)JJR1000軟起動(dòng)器；一臺(tái)德力西CDM1—630／500A帶過載、欠壓、短路保護(hù)的斷路器；一組旁路B500交流接觸器和3只電流互感器。PLC控制器發(fā)出命令后，軟起動(dòng)器開始起動(dòng)水泵；起動(dòng)完成后，由接觸器自動(dòng)將軟起動(dòng)器旁路切換，以實(shí)現(xiàn)對(duì)其保護(hù)。

3．2 2次控制回路功能
2次系統(tǒng)圖中，水泵軟起動(dòng)系統(tǒng)的控制核心為PLC控制器。有模擬量輸入點(diǎn)和0／I輸入和輸出繼電器點(diǎn)，應(yīng)用這些輸入／輸出點(diǎn)可對(duì)軟起動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行控制。在現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)、檢修時(shí)，可以從監(jiān)控畫面打到就地位進(jìn)行就地起車，就地的起、停信號(hào)也要輸入到DI輸入模塊里；再經(jīng)PIC程序讀寫發(fā)出指令，PLC控制器發(fā)出的起動(dòng)、停止信號(hào)分別送到配電柜里的起車?yán)^電器QKA和停車?yán)^電器TKA。如果要執(zhí)行集中自動(dòng)化控制，煤泥池的液位達(dá)到85時(shí)，起車?yán)^電器QKA得電吸合并隨之其常開觸點(diǎn)也閉合，即O3一O4點(diǎn)接通，JJR軟起動(dòng)器開始按照用戶設(shè)定的參數(shù)運(yùn)行。延時(shí)6～13s后，K1觸點(diǎn)閉合，自動(dòng)切換到旁路接觸器KM上運(yùn)行，等到煤泥池里的液位達(dá)到15時(shí)，PLC控制器發(fā)出停車指令到停車?yán)^電器TKA，使其得電吸合，從而帶動(dòng)其輔助常閉觸點(diǎn)斷開，即02—04點(diǎn)斷掉，泵就可以實(shí)現(xiàn)停車。在這樣的運(yùn)行過程中，有過載出現(xiàn)，就會(huì)經(jīng)過KH過熱繼電器的輔助常閉觸點(diǎn)的斷開，即01—04點(diǎn)間斷開，起到過載保護(hù)作用。如果要就地手動(dòng)起動(dòng)煤泥泵，起動(dòng)按鈕QA的輸入信號(hào)送到輸入模塊，再經(jīng)過PIC程序讀寫發(fā)出起車指令到QKA繼電器，QKA輔助觸點(diǎn)閉合，JJR軟起動(dòng)器運(yùn)行。經(jīng)過延時(shí)，自動(dòng)切換到旁路接觸器KM上運(yùn)行，按下停止按鈕TA，TA按鈕的常閉觸點(diǎn)斷開的瞬間，把PLC的輸出模塊的電源斷掉，實(shí)現(xiàn)停車。
4 注意事項(xiàng)和日常維護(hù)
　?。?）JJR軟起動(dòng)器的輸入端接通電源后，負(fù)載開路或缺相時(shí)，即使在停止?fàn)顟B(tài)，其輸出端仍會(huì)帶有相當(dāng)高的感應(yīng)電壓。禁止接觸軟起器的輸出端，否則會(huì)有觸電危險(xiǎn)。JJR軟起動(dòng)器的控制電路板上帶有380 V 電壓，調(diào)試時(shí)不得接觸。
　　（2）JJR軟起動(dòng)器輸出端的感應(yīng)電壓不影響使用。該電壓由可控硅的漏電（可控硅、GTR、IGBT等固態(tài)半導(dǎo)體器件均有不同程度的漏電）和dv／dt阻容濾波回路的交流通路產(chǎn)生。用電壓表對(duì)零測(cè)量，約為100～380 V（與電壓表內(nèi)阻有關(guān)）。該電壓負(fù)載能力很小，在輸出連接負(fù)載后消失。
　　（3）用于提高功率因數(shù)的無功功率補(bǔ)償電容器必須連接在JJR軟起動(dòng)器的輸入端，否則將損壞軟起動(dòng)器中的可控硅功率器件。
　?。?）不得用兆歐表測(cè)量JJR軟起動(dòng)器輸入與輸出間的絕緣電阻，否則可能因過壓而損壞軟起動(dòng)器的可控硅和控制板?？捎谜讱W表測(cè)量JJR軟起動(dòng)器的相間和相對(duì)地絕緣。但預(yù)先應(yīng)用3根短路線分別將3相的輸入端與輸出端短接，并拔掉控制板上的所有插頭。
　?。?）不得將JJR軟起動(dòng)器主回路的輸入與輸出端子接反，否則將導(dǎo)致軟起動(dòng)器非預(yù)期動(dòng)作，損壞軟起動(dòng)器和電機(jī)。
　?。?）使用旁路接觸器時(shí)，起動(dòng)回路相序應(yīng)與旁路回路相序一致，否則旁路切換時(shí)將發(fā)生相間短路，使空氣斷路器跳閘甚至損壞設(shè)備。
　?。?）7、8、9、10端子使用內(nèi)部工作電壓，不得在這些端子上連接其他外部電源，否則將損壞軟起動(dòng)器的內(nèi)部電路。
　　如果灰塵太多，將降低軟起動(dòng)器的絕緣等級(jí)，可能使其不能正常工作。用清潔干燥毛刷輕輕刷去灰塵，或用壓縮空氣吹去灰塵。配電室內(nèi)比較潮濕，要定期干燥，用電吹風(fēng)或電爐烘干，這樣才能保證設(shè)備正常、良好運(yùn)行。