基于PLC的电机反时限过流保护方案

电机保护系统包括硬件和软件两部分。

　　硬件主要包括主控计算机、模数转换模块、控制接触器和模拟信号提取等部分。主控计算机由主控制器PLC(西门子公司的可编程逻辑控制器PLC)、键盘、鼠标、显示器构成，控制接触器由中间继电器和主接触器构成，模拟信号提取由电流互感和变送器构成，模数转换模块由外部扩展数字量输出模块DO、数字量输入模块DI和模拟量输入模块AI等构成。硬件设计框图如图2所示。

　　图2 硬件设计框图

　　软件部分采用STEP7软件的STL语言编程。

　　设计思路：一是测当前的电流值;二是根据电流过载倍数分段;三是计算出随实时电流变化的保护时间(根据电流过载倍数);四是按固定时间延时保护。

　　设计缺点：这是一个时间的累积过程，只能估计热量的变化，不能反映电机热量的实时变化(忽略了电流上升的升温过程)，需经反复实验得程序流程图如图3.

　　图3 软件流程图

　4实验结果

　　电流恒定实验：设为实际恒定电流值，当n=4.87倍时，保护时间14 s.

　　可见，由计算公式得出的保护时间与程序运行时的保护时间完全吻合。

　　电流波动实验：电流由额定值以下电流从小到大逐渐变化为7倍的额定值，持续2 s后，迅速回落为2.72倍，保护时间28s.

　　可见，电流动态变化时的保护时间小于计算公式算出的保护时间，电流波动时能较好的保护，体现了电机反时限过流保护程序的积分效应。

　　抗干扰实验：超2倍额定值时，50 s不保护，突然加以干扰时，超额定电流6倍时，电机停2 s后回到额定电流值正常工作，按时间累加立即跳闸，抗干扰实验成功。

　　5结束语

　　根据设计经验，结合工业企业生产实际情况，从软硬件角度提出了基于PLC的电机反时限过流保护方案，核心部分是反时限过流数学模型的建立。该电机保护系统具有广阔的应用前景，已应用于实际生产，保护电机效果很好。