摘　要：采用PLC技術(shù)，改造傳統(tǒng)的應急發(fā)電機組繼電控制系統(tǒng)，可以有效地提高控制系統(tǒng)的靈敏性、可靠性和穩(wěn)定性。本文結(jié)合一中小型酒店的應急發(fā)電機組控制系統(tǒng)技改實例，闡述了應急發(fā)電機組的控制要求，分析了采用PLC改造繼電控制系統(tǒng)的設計思路和工作原理，介紹了構(gòu)造PLC控制系統(tǒng)的主要部件的功能及其選擇，并介紹了PLC編程方法、系統(tǒng)的安裝、調(diào)試及其運行效果。

關(guān)鍵詞：PLC　應用應急發(fā)電機組　控制系統(tǒng)　技術(shù)改造

    導言：為防止外電網(wǎng)突然停電而帶來極大影響及不便，許多高層酒店、小型醫(yī)院門診、寫字樓等都備有應急發(fā)電機組。以往，應急發(fā)電機組大多采用繼電控制系統(tǒng)進行控制，其可靠性、穩(wěn)定性、靈敏性較低。近年隨著PLC技術(shù)的推廣，我市的酒店陸續(xù)采用PLC改造傳統(tǒng)的應急發(fā)電機繼電控制系統(tǒng)，有效地提高了系統(tǒng)的可靠性、靈敏性和穩(wěn)定性。筆者在帶電工培訓班期間幫助我市一中小型酒店改造應急發(fā)電機組，取得良好效果，現(xiàn)結(jié)合該酒店的技改實例，談談PLC在應急供電控制系統(tǒng)中的應用。

    一、應急發(fā)電機組的控制要求。該酒店應急發(fā)電機組為康明斯柴油機組，型號是：HNC-1200，發(fā)動機型號：KTA50-G8其自動啟動控制系統(tǒng)的控制對象為135系列柴油機。其基本功能是在電網(wǎng)失電時，系統(tǒng)控制柴油機啟動和運行，應急發(fā)電機發(fā)電，向酒店如消防、救生等重要設備及電梯、中央空調(diào)等供電。
    控制系統(tǒng)應具有的功能當酒店主電網(wǎng)失電后，處于應急狀態(tài)，則系統(tǒng)應在30秒鐘之內(nèi)啟動5秒鐘，間隔5秒鐘，再啟動5秒鐘……，直到自動連續(xù)啟動3次，其中任一次啟動成功后，自動加速到額定轉(zhuǎn)速。系統(tǒng)具有“啟動失敗報警”功能，在規(guī)定的連續(xù)啟動3次仍不成功，發(fā)出聲光報警。系統(tǒng)能對運行中柴油機的冷卻水溫、潤滑油溫度及壓力進行監(jiān)視，一旦超越限定值，報警電路發(fā)出故障報警。系統(tǒng)能根據(jù)故障開關(guān)設置為是否故障停機。應急機組運行時，一旦主電網(wǎng)恢復供電，系統(tǒng)能使機組自動停機，并恢復到起動位置，為下一次應急啟動作好準備。另當主電網(wǎng)尚未恢復供電，也能自動或人工控制機組停機。裝置上設有一個“試機”和“試報警”選擇開關(guān)，置于“試機”位置時，可以進行各項功能試驗。置于“試報警”位置時，報警裝置立即聲光報警。

    二、控制系統(tǒng)技術(shù)改造的設計思路。應急發(fā)電機組原先的控制系統(tǒng)已有現(xiàn)場檢測部件即傳感部件、執(zhí)行機構(gòu)和信號指示部件。用PLC改造原控制系統(tǒng)，實質(zhì)事實用PLC取代原系統(tǒng)的繼電器等功能設置相關(guān)部件，保留傳感部件和執(zhí)行機構(gòu)、信號指示部件。PLC是介于輸入、輸出之間起關(guān)鍵的功能指令作用的中間環(huán)節(jié)。根據(jù)控制要求編寫PLC程序，傳送到PLC內(nèi)部進行存儲，當控制系統(tǒng)運行時，PLC就不斷從與之相連的輸入設備收集現(xiàn)場信息，進行組合處理，發(fā)出對應的指令，通過輸出端的執(zhí)行機構(gòu)來完成控制任務。在控制系統(tǒng)改造設計中，我們要從分析系統(tǒng)的工作原理開始，找出系統(tǒng)中的傳感部件、執(zhí)行機構(gòu)及信號指示器件，分析各元件的工作方式和邏輯對應關(guān)系，作為構(gòu)造一個PLC系統(tǒng)的依據(jù)。完成上面的工作后就可以大致選定原系統(tǒng)中的傳感部件和功能設置元件分配到PLC的輸入端，再把執(zhí)行機構(gòu)及信號指示元件分配到PLC的輸出端，這就基本構(gòu)造了一個PLC控制系統(tǒng)。

    三、PLC控制系統(tǒng)的工作原理及部件說明。根據(jù)上述技改設計思路，我們設計出PLC控制系統(tǒng)基本線路圖，作為工程施工的依據(jù)。PLC控制系統(tǒng)主要由三類部件組成，一是傳感部件，即現(xiàn)場檢測部件；二是功能設置部件，包括PLC；三是執(zhí)行機構(gòu)及信號指示部件，如系統(tǒng)電路圖所示，現(xiàn)將各類部件的功能說明

    1.傳感部件的功能。

(1)11ZJ（51-49）為主電網(wǎng)自動開關(guān)DW的常閉觸點，如11ZJ（51-49）閉合，則電網(wǎng)失電。

(2)線圈J3（54-56）接到充電發(fā)電機的兩端，如充電發(fā)電機端電壓達到額定電壓值，J3動作，J3的常開觸頭閉合，則柴油機啟動成功。

(3)凸輪開關(guān)KK有5對觸頭，由伺服電動機YD驅(qū)動，對應有四種組合，停機位置：A閉合；啟動位置：B、C、D、E閉合；額定轉(zhuǎn)速位置：C、D、E閉合。高速微調(diào)位置：D、E閉合。(4)WYI、WY2、YLJ是柴油機運動行水溫、油溫、油壓報警的繼電器。

    2.功能設置部件中各功能開關(guān)的功能。

(1)K1為“遙控”與“應急”選擇開關(guān)，當置于“遙控”與“應急”中間位置時，運行中的機組能直接或延時停機。

(2)ZA、NA分別為手動“升速”、“減速”按鈕，在K1置于“遙控”時，ZA或NA按鈕有效。

(3)K3為“故障停機”選擇開關(guān)，可使機組故障停機；K5為“延時停機”選擇開關(guān)。能使系統(tǒng)停機前在低速運行90秒鐘后再退到停機位；K6為“試機”和“試報警”的選擇開關(guān)。

3.執(zhí)行機構(gòu)和信號指示部件功能。

(1)YD為伺服電動機，用于驅(qū)動凸輪控制器。

(2)ZC為接觸器，當ZC動作時，其觸頭接通柴油機的啟動馬達按鈕。

(3)J2為繼電器，在ZC有輸出時，J2也同時動作，其觸頭把J3接入充電發(fā)電機回路，當ZC斷開時，J2也同時切斷J3回路。

(4)報警指示燈SGD1、SGD2、SGD3、SGD6亮和鳴音器W1鳴叫。

    四 、PLC的選定及輸入輸出端的分配。PLC選用日本三菱的小型可編程序控制器：FX2N-48MR。具體輸入-輸出端的分配如I-O分配圖所示。
    　　       　系統(tǒng)電路圖　　　　I-O分配圖

    五、PLC程序編寫及梯形圖的繪制。按照系統(tǒng)工作原理和電路邏輯功能，用FX2N系列的編程語言編寫PLC程序，繪制梯形圖。（梯形圖可以在電腦上運用Fxgpwin軟件在Sbopc-Fxgp/Win-E界面下編制）繪制出梯形圖后，我們可以運用Fxgpwin軟件在Sbopc-Fxgp/Win-E(ladder)界面下將編制的梯形圖轉(zhuǎn)化為指令表，然后通過接口設備將程序傳到PLC內(nèi)保存，以備調(diào)試試驗。（因篇幅所限，梯形圖及指令表等省略）。

    六、新系統(tǒng)安裝與調(diào)試。經(jīng)過上述各項設計及準備工作后，我們就可以根據(jù)基本線路圖，選擇適用的電器元件，進行PLC控制系統(tǒng)的安裝工作，在安裝中要注意做好抗干擾和保護措施，安裝工程完成后，進行現(xiàn)場調(diào)試，實現(xiàn)全部功能后驗收合格即投入使用。

    七、結(jié)束語。用PLC改裝原來的控制系統(tǒng)，實質(zhì)是將原系統(tǒng)的控制過程編寫成PLC程序并存儲于PLC中，當系統(tǒng)運行時，PLC不斷的從與之相連的輸入設備收集現(xiàn)場信息，進行組合處理，發(fā)出對應的指令，通過輸出端的執(zhí)行機構(gòu)來完成控制任務，該酒店采用PLC改造原來的繼電控制系統(tǒng)后，有效地提高了系統(tǒng)的靈敏性、可靠性、穩(wěn)定性，而且可以實現(xiàn)自動運行和遠程監(jiān)控。這一技改工程由筆者負責總設計，并指導電工培訓班學員與酒店工程部人員合作進行安裝、調(diào)試，投入使用2年來，證明完全符合設計要求，性能良好，靈敏度高，有報警及遙控功能。這是校企合作的又一成功實例。

參考文獻

[1]武常剛《發(fā)電機組控制系統(tǒng)技術(shù)改造實例》.《自動化博覽》，2009年03期。
安蔚華《發(fā)電機組系統(tǒng)的技術(shù)改造》.《水電廠自動化》，2010年08期。