Теперь мы обсуждаем, как управлять двигателем ПЛК? Прежде чем перейти к статье, давайте предположим некоторые условия.
ПЛК должен запустить двигатель при нажатии кнопки «Пуск». У него есть три блокировки: высокая вибрация двигателя, перегрузка и высокая температура двигателя.
если активируется какая-либо из блокировок, ПЛК должен немедленно остановить двигатель.
ПЛК должен остановить двигатель, если нажата кнопка «Стоп».
Логика отключения ПЛК или блокировка должны быть включены только тогда, когда двигатель находится в удаленном режиме.
Управление двигателем ПЛК
На рисунке выше: красные светодиодные индикаторы на входных и выходных платах ПЛК указывают, включены ли соответствующие каналы ввода-вывода.
Примечание:
- На рисунке выше сигналы локальной панели управления не показаны. Локальная панель управления напрямую подключена к фидеру двигателя.
- Питание 24 В постоянного тока напрямую подключено (в общем случае будут использоваться предохранители или барьеры, питание будет распределяться через шину)
Входы ПЛК
- Кнопка запуска
- Кнопка остановки
- Высокая вибрация
- Высокая температура
- Отключение при перегрузке
- Обратная связь по запуску
- Локальное/дистанционное состояние
Выходы ПЛК
- Команда запуска (дистанционный запуск)
- Команда остановки (дистанционный останов)
- Разрешение запуска (опционально)
Двигатель представляет собой трехфазное устройство с питанием 415 В переменного тока. Поэтому по умолчанию высоковольтное оборудование будет питаться от подстанций или центров управления двигателями (MCC), которые обслуживаются электросетью.
Поэтому мы считаем, что этот двигатель подключен к простому фидеру двигателя на подстанции.
Обычно фидер двигателя имеет входы с поля (локальная панель управления) и также ПЛК. Которые показаны на рисунке ниже.
Примечание: на панели фидера двигателя могут быть индикации запуска, остановки и других отключений, таких как перегрузка и т. д., которые не показаны на рисунке. Они монтируются на панели фидера двигателя (в дополнение к LCP).
Если фидер двигателя получает команды запуска и остановки от ПЛК, то мы называем их сигналами удаленного запуска и удаленной остановки.
Аналогично, если фидер двигателя получает команды запуска и остановки от локальной панели управления (LCP), которая установлена в полевых условиях (рядом с двигателем), то мы называем их сигналами локального запуска и локальной остановки.
В обычной практике эта LCP также имеет аварийный останов и переключатель выбора локального/дистанционного управления.
Фидер двигателя также отправляет статус локального/дистанционного управления на ПЛК. Если переключатель выбора локального/дистанционного управления находится в локальном режиме, то фидер двигателя будет учитывать только сигналы от LCP и игнорировать команды от ПЛК.
Аналогично, если переключатель выбора локального/дистанционного управления находится в удаленном режиме, то двигательный фидер будет учитывать сигналы с удаленного устройства, т. е. ПЛК, и игнорировать сигналы с LCP.
Например: если переключатель выбора локального/дистанционного управления находится в удаленном режиме. Если полевой оператор нажал кнопку запуска с полевой LCP, то двигатель не будет запущен, так как выбор находится в удаленном режиме.
В зависимости от состояния переключателя выбора локального/дистанционного управления двигательный фидер будет решать, какие сигналы учитывать, т. е. сигналы ПЛК или LCP.
Примечание: выбор локального/дистанционного управления не будет применяться для аварийной остановки или команд остановки ни с ПЛК, ни с LCP. Какой бы режим это ни был, команды остановки будут приняты двигателемным фидером и немедленно остановят двигатель. Это проблема безопасности.
Давайте посмотрим, как ПЛК управляет двигателем.
Теперь переключатель выбора локального/дистанционного управления находится в удаленном режиме.
Здесь мы отправляем разрешающий сигнал (разрешение запуска) на двигательный фидер. Для запуска двигателя разрешающий сигнал должен быть исправен, в противном случае фидер двигателя будет обесточен или двигатель не запустится.
В ПЛК разрешающий сигнал запуска будет использоваться в качестве дополнительной меры безопасности и для проверки состояния блокировки. Если все блокировки исправны, то на фидер двигателя будет отправлен только разрешающий сигнал.
Обычно мы называем это «разрешающим сигналом запуска», как следует из названия, он требуется только для запуска двигателя, после запуска двигателя состояние этого разрешающего сигнала не будет учитываться фидером двигателя (требуется только для запуска двигателя).
Это необязательный сигнал. Для двигателей большой мощности будут использоваться разрешающие сигналы запуска. Для двигателей обычной или малой мощности они используются очень редко, опять же, зависит от наших приложений, отрасли, требований и т. д.
Допустим, что все блокировки исправны, поэтому ПЛК отправляет разрешающий сигнал на фидер двигателя.
Теперь нажимается кнопка запуска.
Сначала ПЛК проверяет состояние локального/дистанционного режима, если оно находится в удаленном режиме, то продолжается дальше.
Снова проверяется наличие активных отключений/блокировок. Если блокировки нет или все работает нормально, то ПЛК отправляет команду запуска на подстанцию, где установлен фидер двигателя.
В этом примере у нас есть три блокировки: высокая вибрация двигателя, высокая температура двигателя и отключение по перегрузке.
Обычно двигатели большой мощности оснащены датчиками вибрации и датчиками температуры.
В нашем примере мы рассматриваем сигналы вибрации как отказоустойчивые, поэтому состояние по умолчанию — нормально замкнутое, если появляется высокая вибрация, то контакт становится нормально разомкнутым, и ПЛК отключает/останавливает двигатель.
У нас есть еще одна блокировка, которая является отключением по перегрузке, этот вход берется с фидера двигателя. Сигнал температурных датчиков нормально разомкнут, а когда температура высокая, он становится нормально замкнутым, и ПЛК отключает/останавливает двигатель.
Примечание: отказоустойчивое или состояние контакта по умолчанию, NC или NO, зависит от нашего приложения или требований логики. Здесь мы обсуждаем только пример для понимания концепции.
После получения команды запуска от ПЛК фидер двигателя будет включен и включит двигатель. После запуска двигателя фидер двигателя отправит обратную связь Run в ПЛК. Обратная связь Run будет отображаться на графике.
В некоторых ПЛК или в ПЛК безопасности, если обратная связь Run не получена в указанный период времени (например, в течение 5 секунд), ПЛК автоматически отправляет сигналы Stop в фидер двигателя. Это дополнительная функция в обычных приложениях ПЛК (обязательна в ПЛК безопасности).
Допустим, сейчас наступил высокий уровень вибрации, тогда ПЛК отправляет команду Stop на фидер двигателя, и он немедленно останавливает двигатель. Состояние обратной связи о ходе работы также обновляется соответствующим образом.
Двигатель будет запущен, когда датчик уровня будет высоким, и снова остановится при низком уровне датчика
Сокращения:
- MCC: центр управления двигателем или подстанция, где двигатель будет запитан.
- PLC/DCS: система управления, где двигатель может управляться в соответствии с логикой (автоматически) или в соответствии с действиями оператора (вручную).
- LCP: локальная панель управления, которая устанавливается в полевых условиях рядом с двигателем, на которой имеются кнопки запуска и остановки.