1、引言

電動機的應(yīng)用幾乎涵蓋了我們?nèi)祟惿畹母鱾€領(lǐng)域桶辉，在這些應(yīng)用領(lǐng)域中侥嫂，電動機常常運行在惡劣的環(huán)境下，導(dǎo)致產(chǎn)生過流椅砸、短路送县、斷相揍久、絕緣老化等事故。對于生活小區(qū)的地下車庫來說桌偎，一旦發(fā)生故障所造成的損失無法估量迁耘。

電動機常見的故障可分為對稱故障和不對稱故障兩大類。對稱故障包括:過載徊岂、堵轉(zhuǎn)和三相短路等粤未，這類故障對電動機的損害主要是熱效應(yīng)，使繞組發(fā)熱甚至損壞田漓，其主要特征是電流幅值發(fā)生顯著變化;不對稱故障包括:斷相缚袒、逆相、相間短路歧胃、匝間短路等绢贵，這類故障是電動機運行中最常見的一類故障。不對稱故障對電動機的損害不僅僅是引發(fā)發(fā)熱坏瞄，更重要的是不對稱引起的負序效應(yīng)能造成電動機的嚴重損壞桂对。因而，對大型電動機進行綜合保護非常重要惦积。

2接校、基于PLC的電動機綜合保護

對電動機的保護可以分為以下幾類:

在電動機發(fā)生故障時，為了保護電動機狮崩，減輕故障的損壞程度蛛勉，繼電保護裝置的快速性和可靠性十分重要。在單機容量日益增大的情況下睦柴，電機的額定電流可達數(shù)千甚至幾萬安诽凌，這就給電動機的繼電保護提出了更高的要求。傳統(tǒng)的繼電保護裝置已經(jīng)無法滿足要求坦敌，因此微機保護應(yīng)運而生侣诵。

PLC是用來取代傳統(tǒng)的繼電器控制的，與之相比狱窘，PLC在性能上比繼電器控制邏輯優(yōu)異杜顺，特別是可靠性高、設(shè)計施工周期短愈饲、調(diào)試修改方便卿才、而且體積小、功耗低碴纺、使用維護方便本博。因此，本文研究了基于可編程控制器(PLC)的電動機綜合監(jiān)控和保護系統(tǒng)的方法仇习。

3何大、系統(tǒng)硬件設(shè)計

3.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

基于可編程控制器(PLC)的電動機綜合監(jiān)控和保護系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

3.2 PLC機型選擇及擴展

選擇PLC機型應(yīng)考慮兩個問題:

(1) PLC的容量應(yīng)為多大?

(2) 選擇什么公司的PLC及外設(shè)拭奖。在本系統(tǒng)中，包含以下輸入輸出點摇蝗，見附表,本系統(tǒng)共包括12路開關(guān)量萧状，7路模擬量。

奧越信200系列PLC適用各行各業(yè)攀誓，各種場合中的檢測幼潮，監(jiān)測及控制的自動化，奧越信最強大功能使得其無論在獨立運行中坏榜，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實現(xiàn)復(fù)雜控制功能，因此奧越信200系列具有極高的性能/價格比隆檀。

OYES CPU 224C集成14輸入/10輸出共24個數(shù)字量I/O點,可連接7個擴展模塊摇天，最大擴展至168路數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O點;24K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間;6個獨立的30KHz高速計數(shù)器，2路獨立的20KHz高速脈沖輸出恐仑，具有PID控制器;2個RS485通訊/編程口泉坐，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力;I/O端子排可以很容易地整體拆卸裳仆，是具有較強控制能力的控制器腕让。根據(jù)系統(tǒng)的實際情況，結(jié)合以上特點歧斟，OYES CPU224C完全可以作為本系統(tǒng)的主機纯丸。

OYES CPU224C可擴展7個模塊，而其本身具有14輸入/10輸出共24點數(shù)字量静袖，因此已無須數(shù)字量擴展模塊觉鼻。但由于有7路模擬量輸入，故需選擇模擬量輸入模塊队橙。奧越信200系列提供了EM231坠陈，EM232，EM235等模擬量擴展模塊淮辕。根據(jù)以上技術(shù)數(shù)據(jù)蘸错，選擇兩個EM231作為模擬量輸入模塊，這樣共可以擴展4×2=8路模擬量輸入俯炮。

4冬溯、系統(tǒng)軟件設(shè)計

4.1 主程序

程序開始，從輸入單元檢測輸入量霹壁，首先判斷KM是否閉合供窝，如果閉合，說明電動機已經(jīng)處于運行狀態(tài)剿稼，此時應(yīng)無法按下啟動按鈕百涕，若KM未曾閉合率满，則說明電動機處于停機狀態(tài)，可以按啟動按鈕斩角。接著判斷啟動按鈕是否按下夷呐，若是，則繼續(xù)下面的程序伶丐，若否悼做，則重新檢測。如果按鈕已經(jīng)按下哗魂，則檢測電動機是否啟動肛走，若是，則繼續(xù)下面的程序录别，若否朽色，則轉(zhuǎn)入欠壓保護子程序，若是電動機已經(jīng)啟動组题，則判斷起動是否成功葫男，若是，則繼續(xù)下面的程序崔列，若否梢褐，則轉(zhuǎn)入起動保護。如果電動機已經(jīng)正常起動赵讯，則綠燈亮盈咳。接著判斷停止按鈕是否按下，若否瘦癌，則繼續(xù)下面的程序撼盈，若是，則程序直接結(jié)束填丢，開始下一次掃描节讹。

如果停止按鈕并未按下，即電動機仍然在運行中敞灸，則進行運行過程中的故障判斷漾肩，首先檢測是否發(fā)生短路故障，方法是:檢測三相電流区酷，再判斷Imax是否大于整定值掘鱼，若是則跳轉(zhuǎn)至保護動作子程序段，電動機起動短路保護丛幌，警報響鸣拦，并且短路故障指示燈亮。若否懒碍，則繼續(xù)下面的程序葱妒。接著判斷是否發(fā)生斷相故障谚剿，方法是:檢測三相電流，判斷是否有某相電流為零连锯，或者檢測Umn归苍，判斷是否不為零，如果其中之一滿足运怖，則跳轉(zhuǎn)至保護動作子程序段拼弃，電動機起動斷相保護，警報響摇展，并且斷相故障指示燈亮吻氧。若否，則繼續(xù)下面的程序吗购。接著判斷是否發(fā)生欠壓故障医男，方法參見欠壓保護子程序說明。接著判斷是否發(fā)生接地故障捻勉，方法是:檢測 I0，若大于整定值則跳轉(zhuǎn)至保護動作子程序段刀森，電動機起動接地保護踱启，警報響，并且接地故障指示燈亮研底。接著判斷是否發(fā)生過負荷故障庵恨，方法是:檢測三相電流，若到達整定時限后修扁，電流仍大于整定值诀烫，則跳轉(zhuǎn)至保護動作子程序段，電動機起動過負荷保護峡逆，警報響勃拢，并且過負荷故障指示燈亮。若判斷未發(fā)生過負荷故障念弧，則程序完成一次掃描后涛，再次從第一條開始，進行第二次掃描依播，所以結(jié)束是指一個循環(huán)的結(jié)束口愁，并不是整個程序的結(jié)束。

4.2 欠壓保護子程序

在該程序段中娱必，采集A相和C相的電壓量鸿挠，求出其平均值，再與整定值相比較姻蚓，若小于整定值宋梧，則跳轉(zhuǎn)至保護動作子程序段匣沼，電動機起動欠壓保護，警報響乃秀，并且欠壓故障指示燈亮肛著。若未發(fā)生欠壓故障，則直接結(jié)束本次循環(huán)跺讯。

4.3 起動時間過長保護子程序

在該程序段中枢贿，采集三相電流量，若發(fā)現(xiàn)在起動過程中刀脏，電流大于整定值局荚，或在整定時間到達后，電流仍大于另一整定值愈污，則跳轉(zhuǎn)至保護動作子程序段耀态，起動時間過長保護動作，警報響暂雹，并且起動故障指示燈亮首装。

5、結(jié)束語

通過本系統(tǒng)設(shè)計衔耕、試驗與運行赊偿，得到如下結(jié)論:

(1) 利用PLC進行電動機綜合保護硬件簡單可靠。

(2) 可以采用梯形圖語言進行編程悬鲜，簡單易行绅鉴。

(3) 系統(tǒng)運行可靠，便于檢修維護厉源。

(4) 由于采用集成綜合設(shè)計既蛙，系統(tǒng)體積小、功耗低豆蝠、使用操作方便蓖社。

(5) OYES CPU 224C集成14輸入/10輸出共24個數(shù)字量I/O點,可連接7個擴展模塊，超大的存儲空間项蝉，支持所有向?qū)Чδ苡哽奖憧蛻艟幊淌褂谩?nbsp;

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