多台风机的控制

7.2.2　多台风机的控制

1）概述

风机是工业生产中的常用设备。一般的高压（指气压高，非电压高）离心风机，其主要的动力设备是电动机，此外还包括用来控制风机风阀位置的电动或手动执行器、风机阀门、限位开关等部件。

为了解决传统控制方法下，因高压离心风机所配备的电机容量大引起的风机启动时间长、启动电流过大、运行安全性较差等问题，采用PLC进行控制，通过自动减小负载、利用星形—三角形减压启动、降低电机启动电流、进行安全互锁控制等多种方法，充分发挥PLC在可靠性和控制灵活性上的优势，从而提高整个系统的运行可靠性和安全性。

某污水处理系统中有三台高压离心风机，使用的电机为三相交流鼠笼式异步电动机Y160M1-2，P_N＝11kW，n＝2 900r/m，U_N＝380V。

风机电机启动电气原理图如图7.3所示。

风机控制原理说明如下：

按下风机启动按钮SBK，接触器KM1得电自锁，风机获得电源，运行状态指示灯（GN）亮。同时KM3与KT1得电，风机星形启动并开始定时。启动时为降低启动负荷，KM3常开辅助触点闭合，YA得电，排气阀打开减压。KT1定时时间到，KM3失电，KM2得电自锁，风机转为三角形运行，YA失电，排气阀关闭，KT1失电复位。当按下停止按钮SBT时，时间继电器KT2得电自锁定时，同时YA得电接通排气阀排气。KT2定时时间到，得电延时触点断开控制回路KM1、KM2、KT2、YA线圈电源，风机停车。KM1常闭触头闭合，停止状态指示灯（RD）亮。当过载时，热继电器FR作用断开控制电源保护风机。

2）控制要求

（1）为降低启动电流对电网的冲击，三台风机错开启动时间，顺序启动，时间间隔为8s。每台风机电机采用星形—三角形启动方式，星形启动时间设定为5s。

（2）在风机启动和停止按钮按下时，排气阀打开，以减少风机的启动负荷。

3）设计提示

（1）当风机线圈由星形切换为三角形时，为防止PLC误动作，PLC内部程序设计上要有内部互锁。

图7.3　风机电机启动电气原理图

（2）风机星形启动转换为三角形运转瞬间，因PLC运行速度快，在输出处理阶段，对应于星形—三角形切换的输出继电器Y的输出触点由接通到断开（星形）、由断开到接通（三角形）的切换时间很短，而一般接触器、继电器释放时间较吸合时间长，这时会出现星形接触器尚未释放到位且有电弧存在，但三角形接触器已吸合的情况，从而造成主电路电源短路。通常的处理方法是在PLC外部输出接线时，星形、三角形KM电气互锁。

（3）风机启动运行和停止状态时，有运行状态指示灯指示。

4）设计报告要求

（1）设计报告封面、目录、设计任务书。

（2）根据设计任务的要求，进行测点统计。

（3）选择PLC，进行PLC的I/O分配，完成系统组态或硬件配置。

（4）画出PLC I/O接线图及相关的图纸。

（5）根据控制要求设计梯形图控制程序并加以说明。

（6）给出语句表（指令助记符）程序。

（7）在PLC实验室上机模拟调试，检验设计功能。

（8）写出设计心得体会。

（9）列出参考文献。