煤矿井下移动变电站配用开关中PLC的应用

煤矿井下移动变电站配用开关中PLC的应用

夏忠东

（阜矿（集团）有限责任公司恒大煤业公司辽宁阜新123006）

摘要：PLC是PrograrnmableLogitControner即工业用可编逻辑控制器的简称。其特点：编程简单易学、功能强大、可靠性强，抗干扰能力强、维修工作量小、方便、体积小、能耗低。

应用到移动变电站配用开关上主要有过欠压保护、过载保护、短路保护、断相保护、移变内部超温保护、低压侧故障保护、漏电保护。同时通过人机显示屏显示。PLC系统用于移动变电站配用开关上的存储逻辑代替接线逻辑，减少了控制设备外部接线，而且便于维护。

关键词：移动变电站；配用开关；PLC应用

一、移动变电站配用开关现有情况

目前，煤矿行业所用的移动变电站配用开关采用的控制方式大体分为半导体脱扣器式、智能保护器式和PLC系统控制式三大类。在使用过程中半导体脱扣器式维护困难、接线复杂、可靠性差、故障多。智能保护器型的成本高、运行实效短、容易误动作、影响生产时间长。而PLC控制系统的新型开关组装的移动变电站，通过笔者选型适用和考察一段时间后，收到良好的效果。PLC控制的移动变电站可以实现低压保护动作分断高压电源运行的优点，对整个变配电系统来说分断电流最小，而且通过人机对话，更好的提高了供电运行的可靠性。

二、PLC的发展现状及趋势

近年来，微电子技能的开展，PLC已由开始一位机开展到现在的以16位和32位微处理器构成的微机化PC，并且完成了多处理器的多通道处理。现在，PLC技能已十分老练，不只操控功用增强，功耗和体积减小，本钱下降，可靠性进步，编程和故障检查更为灵敏便利，并且跟着远程I/O和通信网络、数据处理以及图象显现的开展，使PLC向用于连续生产过程操控的方向开展。同时，PLC技术及其产品结构都在不断改进，在产品规模方面，向两极发展。一方面，大力发展速度更快、性价比更高的小型和超小型PLC。另一方面，向高速度、大容量、技术完善的大型PLC方向发展。PLC网络操控是当时操控体系和PLC技能开展的潮流。PLC与PLC之间的联网通信、PLC与上位计算机的联网通信已得到广泛应用。为满足工业自动化各种操控体系的需求，先后开发智能I/O模块、温度操控模块和专门用于检查PLC外部毛病的专用智能模块等，增强了功用，拓展了PLC的应用规模，进步了体系的可靠性。多种编程语言的并存、互补与开展是PLC软件前进的一种趋势。

三、PLC系统的原理结构及功能

PLC是PrograrnmableLogitControner即工业用可编逻辑控制器的简称。其定义为：可编程序控制器的是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它选用可编程序的存储器，在其内部存储履行逻辑运算次序操控、守时、计数和算术运算操作的指令，并经过数字式、模拟式的输入输出操控各种类型的机械。可编程序逻辑操控器及其设备易于使用工业体系构成一个全体，易于扩大其功用的准则设置。PLC体系用于移动变电站配用开关上的存储逻辑替代接线逻辑，减少了操控设备外部接线，并且便于保护。PLC构成的操控体系和其它操控体系比较，电气接线及开关接点减少了许多，毛病率降低了，并且PLC带有出现故障后的自我检测功用。

四、PLC的组成及应用

PLC的基本结构由CPU模块、I/O模块、编程器、电源组成。如图1所示。

其运行状态有CPU状态指示灯、PWRLED亮则说明电源供给正常，不亮则说明电源供给存在故障。RUNLED亮，说明PLC操作开关置在运行状态，并且程序无错误，正常运行；不亮，说明电压不正常；不在运行模式上；操作系统不正常。ERRLED亮说明PLC系统自检不正常存在错误，不亮，则视为系统正常。I/OLED输入输出开关指示由此指示的亮与否，可判断输入信号是否正常入是否执行PLC程序功能。运行模式开关分三个档位，上为运行，中间为暂停，下面为停止，一般情况是运行。

（一）、开关量输入功能

输入复位按钮信号：则PLC对应Poo输入指示灯亮，如果存在故障处理完则故障输出灯P40、P42灭，复位按钮即起故障复位作用。输入过载试验信号：则PLC对应P01指示灯亮PLC得到信号后延时8-10S输出保护，侧P40、P42输出灯亮1秒后P40灭，同时屏上显示过载故障。输入短路试验信号：则P02输入灯亮，PLC接到信号时输出保护，侧P40、P42灯亮，P401秒后灭，同时屏上显示短路故障，输入电动分闸信号：则对应P03灯亮，PLC瞬时输出保护，则P40、P42灯亮，P401秒灭，屏上不显故障。输入电合按钮信号：对应P04灯亮，PLC处理后，P41输出灯亮延时15S或断路器闭合后灭。输入温度保护信号：移变内温度保护继电流动作P05接到信号PLC处理后瞬时动作P40、P42输出灯亮，P401秒后灭同时屏上显示移变温度过高。输入FK2信号：合闸后，机械机构顶动辅开FK2闭合相应P06输入灯亮，PLC得到信号后P41输出灯灭，同时屏上显示合闸。输入DK4信号：低压侧有保护或门闭锁，在分闸状态则PLC的P07接到信号P04灯亮PLC处理后P40、P42输出灯亮，P411秒后灭，同时屏上显示低压侧保护。

（二）、模拟信号输入

当检测到有电压信号输入PLC，则对于V0口则屏上显示相应电压，高压侧V1、V2则显示过载和短路，低压侧V1显示过载和短路。高压侧V3口则显示电压，同时完成过欠压保护。低压侧V2显示漏电或闭锁。低压侧V3显示电压同时是过欠压保护。

五、PLC移动变电站用高低压开关使用中存在的故障处理

（一）、漏电试验时间长，且有时大负荷启动跳漏电；启动过于平频繁后，电合闸机构不自锁。

（二）、针对以上问题的解决方法

针对漏电试验动作时间长，及大负荷启动漏电误动的主要原因是PLC漏电采样受到周围供电环境高次谐波的干扰而收集到的误差信号造成的，只要在采样板上增加10μF补偿电容即可解决。电合闸机构不自锁主要原因是失压线圈故障或合闸棘轮离合器原因，线圈多为其使用的尼龙材质弹簧限位套长时间受热、磨损导致变形，造成卡阻现象，处理方法是更换铜质平垫。合闸棘轮离合器多为限位器穿销松动造成，定时紧固或更换即可。

六、结语

目前在我们阜矿（集团）有限责任公司恒大煤业公司应用多年，经过在井下工作面工业性试验及实际应用与修正，证明工作效率高，维护工作量小，运行成本低，能够大大的提高煤矿综采供电的“安全，可靠，经济运行”的质量。

参考文献：

[1]王军.基于PLC矿用隔爆兼本安型多回路真空组合开关的研发与应用[D].安徽理工大学，2015.