和利时PLC产品在矿用组合开关中的应用(2)

3. 产品介绍

目前大部分组合开关应用的PLC保护控制系统，虽然可以完成电动机的过载、短路、漏电闭锁和绝缘监测等保护功能，但是需要在PLC外围加上由分立元件和小规模集成元件组成的保护电路，不仅增加了空间，而且元件的分散性和对保护的可靠性和稳定性影响很大。主要原因是：

——由于普通PLC信号输入都是直流输入，组合开关中采集电压和电流信号都需要转换成直流信号，这样增加了成本，而且还降低了可靠性，在使用中也发现，组合开关故障多发生在信号变送装置;

——组合开关一般都是给大功率的三相异步电机供电，对短路保护要求比较灵敏，而要求短路保护时间短，就要求PLC处理速度快，同时减少信号采集时间，普通的直流采集无法满足保护的时间要求;

——在部分需要显示交流电量(电压、电流、功率)的场合，用户无法使用现有的PLC模块来完成，必须另外购买单独的电量采集模块通过串口接入系统，影响了系统的性能和协调性。

针对以上问题，和利时公司开发出了6路交流电流直接输入的模拟量处理模块LM3316A、7路超前漏电检测\1路交流电压输入模块LM3313K和LM3317交流电量采集模块。

LM3316A采用交流采集芯片，采集信号时间在毫秒量级，完成6路交流电流的测量与过流判断，并提供2路继电器保护输出。6路交流电流分成2组，每组对应三相交流电流输入，量程0~8A(有效值)。用户可分别设定每组的过流门限值，LM3316A模块采集电流量并与门限值进行比较，若发生过流则完成保护动作，从过流事件发生到模块完成保护动作完成，响应时间约为100ms。

LM3313K在正常8路模拟量输入模块的基础上，7通道超前漏电检测增加运算放大器，产生一个需要检测漏电电阻用的附加直流电源，这样直接在通道上直接加上一个电阻，就可以直接产生一个10V以内的直流电压供模块采集计算。1路交流电压通道用来测量组合开关的系统电压，系统电压通过变压器变成220V以内的交流电压，这路通道通过半波整流将220V变为0~10V的直流电压，供模块采集计算。

LM3317可完成三相交流电压和电流的测量，并可进行过流判断，提供1路继电器保护输出。用户设定电流信号的过流门限值后，LM3317模块采集电流并与门限值进行比较，若发生过流则完成保护动作，响应时间约为100ms。

以六组合为例，采用和利时PLC为控制系统的核心，完成对主回路的通断控制，当线路出现漏电、过流、过载、三相不平衡等故障时，由相应的程序进行保护，使启动器分断，并给予故障显示。主回路设三台隔离换向开关，称为三个系统。每个系统控制方式可分为单台控制、延时控制、单回路双速控制、双回路双速控制等，达到了相互组合，混合控制的目的，再将三个系统控制方式进行组合，根据控制方式的不同，PLC控制主回路的通断，每一回路之间可任意组合。

4.结束语

和利时在2010年推出组合开关专用PLC，创造性地把电力保护和可编程技术结合在一起，解决了通用PLC在组合开关应用时无法克服的交流信号直接采样问题，提高了产品的性能、减少了安装空间、降低了使用成本。

三年多的现场使用使得该产品积累了大量的使用经验，实践表明该产品具有良好的抗干扰能力和可靠性，适合于在煤矿井下环境使用。