基于PLC的一种电机停转报警系统

吴 征，沈明昌，喻支乾，傅志军，王 东，李汉振，赵宗波

(中国石化催化剂有限公司齐鲁分公司运维车间，山东 淄博 255300)

报警箱设计原理：车间的电机运行信号由变频器输出，送至PLC的开关量输入，PLC根据切换开关判断车间的开停车状态[2]。如果车间处于停车检修状态，则PLC不会输出语音报警，报警指示灯及报警电铃不会启动；如果车间处于正常开车状态，某台电机出现非计划停机状况，PLC根据变频器输出的运行信号启动报警信号灯及语音报警，语音报警会播报哪一台电机出现故障，同时触摸屏上会显示出现故障电机的编号，以方便运行人员及时处理，灯光及响铃提醒运行人员及时对车间发生的状况作出反应。故障处理完毕后，运行人员需要手动操作报警箱上的复位按钮进行复位。

(1)电动机正常运行

本系统不发出如何告警信息；

(2)电动机正常停机时，系统要能区分这种工作状态，此状态下，系统不

发出如何告警信息；

(3)电动机变频器发出故障信号

通过设在控制箱上的触摸屏告知是哪台或者哪几台电机故障，同时发出声光报警(进行语音播报具体的设备位号)。

(4)配置复位和消音按钮，给每台电机回路加装检修按钮或者开关，防止

电机正常检修时误报。

本系统组成如下图1所示：

图1 系统组成

1 系统实现方案

1.1 系统设备

本系统最多可实现6台连接设备的语音报警功能，系统设系统复位按钮1个，每台电机回路的检修按钮由触摸屏实现。

该系统由以下元器件组成：

(1)控制器：

I/O点位分析：DI：8个、DO：7个；

配置以太网网口1个，为后期数据远传备用；

串行端口(RS485)1个，用于和HMI通讯；

采用西门子S7-200 SMART作为核心控制器，该型号PLC拥有12个DI，8个DO，1个RJ45，1个RS485，完全满足现场需求；

(2)触摸屏：触摸屏采用昆仑通态TPC7062TX。满足系统要求；

(3)开关电源：明纬220VAC/24VDC；

(4)声光报警器：6路一对一(声光)；

(5)附件(继电器、按钮、端子)采用国产优质产品；

(6)箱体：室内防水控制箱(挂壁安装)

1.2 报警箱的电气设计

1.2.1 停转报警箱电气原理

端子接线表如下表1所示。

表1 端子接线表

系统功能说明：

(1)设置HL1指示灯，用于系统电源指示。

(2)设置SB1按钮，用作复位按钮。当出现一台或多台机器故障时，按下按钮复位所有故障。

(3)当出现一台或多台机器检修时，可以在触摸屏上设置机器为检修状态，防止误报。

1.2.2 停转报警箱PLC接线如下图2所示。

图2 PLC接线图

1.2.3 停转报警箱设备接线如下图3所示。

图3 设备接线图

2 程序说明

2.1 触摸屏

(1)主界面如图4所示。

图4 主界面

(2)操作步骤

登录：点击主界面中的登录按钮，在弹出的界面中，用户名选择为负责人(默认)，密码为123，点击确定按钮，即可登录。

配置：点击配置按钮，在弹出的配置界面中配置相关通道。点击通道前面白色框，当白色框上出现红色的勾号时，表示该通道启用成功。(取消通道的话，则需要再次点击白色框即可)。点击黄色框，在弹出的界面中输入通道名称编号。配置完成后点击确定按钮。

选择设备状态：通道配置完成后，点击投入生产按钮，则表示开启该通道的停转报警监控；点击检修按钮，则表示关闭该通道的停转报警监控。

(3)故障复位

当现场状态为生产中的设备电机停止运行时候，该系统会报警。柜体上面的指示灯亮起，并发出语音提示，触摸屏上面会出现警示图标。

现场故障排除后，点击柜体面板上的复位按钮，将故障信息复位。

3 结论

通过对现场情况的模拟实验，当电机处于非计划停车状态时，报警器通过接收变频器传递来的信号，在操作室发出声光报警，并报出具体的电机位号。因此，该报警器的安装，将多台重要电机的运行状态传递到操作室，车间操作人员能及时的对电机停转做出反应，将非计划停车的损失降到最低。

模拟报警箱实验成功后，将会立即投入到该车间滤机电机上使用，现在已经开始进行控制线的现场敷设。通过检测滤机电机变频器的运行状态，来监控电机。

用该型号PLC作为控制器时，其输入输出口不足以满足岗位所负责的所有电机的监测功能，对于数量更多的电机，只能通过增加报警箱或者对PLC增加扩展模块来满足需求，使费用、占地空间大幅增加，不符合经济生产的要求。

针对所暴露出来的问题，下一步的研究方向，可以将PLC替代为单片机或者处理速度更快的DSP,这样报警器可以连接更多台设备，消除了PLC输入、输出端口局限的障碍，将会更加的有利于生产效率的提高。