概述PLC自控系统中电机短路故障的防护

高梨莉?朱丽丽

摘 要 PLC自控系统中电机短路故障的防护主要是针对电动机运行过程中短路故障，采取有效的防护措施，以保证电动机的安全运行。并且需要结合电机短路故障的原因及其防护难点，对其进行合理的防护设计，从而提升PLC自控系统监测和故障防护作用以及保障电机安全运行。基于此，本文阐述了PLC自控系统中电机短路故障防护的必要性，对PLC自控系统中的电机短路故障原因及其防护进行了探讨分析。

关键词 PLC自控系统；电机短路故障；防护；必要性；原因

PLC全稱为可编程逻辑控制器，其是以微处理器为基础，综合了计算机、通信、互联网以及自动控制技术而开发的一种工业控制装置。PLC技术属于专门为工业体系生产而设计出来的电子化控制装置，该装置之所以能够被广泛地应用到各个生产行业之中，其根本原因就是由于其具有通用性、灵活性、可靠性等方面的优势。为了充分发挥其作用，以下就PLC自控系统中电机短路故障的防护进行探讨。

1 PLC自控系统中电机短路故障防护的必要性

作为重要的监测设备，当前PLC自控系统在工业生产当中得到了广泛的应用，PLC自控系统的应用，为工业生产安全平稳的进行提供了重要的保障，有效地控制生产设备的故障率，其中就包括电动机。在PLC自控系统运行的过程当中，往往会由于其系统自身的不足，监控的效果不佳，尤其是电机短路故障的发生，难以及时的发现和控制，容易导致大型事故的发生。因此PLC自控系统需要进一步的改进和完善，对电机短路故障碍予以防护[1]。

2 PLC自控系统中的电机短路故障原因分析

短路故障是电动机运行过程中常见的故障，对于电机的危害性极大。通过对多次电机短路故障的分析，能够发现短路故障多发生于电动机的启动阶段。在电机启动到开始运行的短时间内，流过电机的电流会在瞬间增大，最高值会远远超过电机的额定电流，很容易发生短路故障。除了雷击、过电压击穿主绝缘等特殊原因之外，绝大部短路故障的原因主要是电机的绝缘老化。受到电机运行温度的影响，尤其是在电机内部温度不均匀的情况下，很容易导致电机设备绝缘寿命的下降，由此而产生的短路故障预防难度大[2]。

3 PLC自控系统中电机短路故障的防护分析

PLC电机系统由上位计算机和PLC测控系统组成。PLC通过外部变送器、互感器与发电机组相连，发电机机端电压、定子电流为三相交流电。故障诊断系统建立在基于PLC和上位计算机组成的控制系统上。PLC在故障诊断系统中的功能主要是完成故障信号检测、预处理，转化存储并传输给上位计算机。上位计算机由于具有强大的科学计算功能，利用专家知识和专家库，完成从故障特征到故障原因的识别工作。并通过人机界面，给出故障定位，报告和解释故障诊断结果，并为操作员给出相应的排除故障的建议。

3.1 PLC自控系统中故障防护的基本原理

输入采样、程序执行阶段以及输出刷新是PLC自控系统的基本工作流程。输入采样过程是将电机控制命令现场输入到采样模块中，由PLC自控系统进行解读输出映像区、模块以及装置当中，然后进行命令的传送，并由现场电机的继电器接收信号。电机运行的实际状态能够准确、详尽的传输至开关量输入模块，再经PLC自控系统，反馈电机运行的实际状态。如此循环往复，PLC自控系统对电机的运行情况有了更加详细的了解，进而做出有效的监控措施，尤其是电机短路故障，进行防护设计。结合电机短路故障的原因，有效控制PLC自控系统采样延时，对于电机启动阶段的电流予以有效的监控，一旦启动电流过高，及时地进行停机处理，避免发生短路故障。

3.2 PLC自控系统中电机短路故障防护的难点

在工业生产当中，一般监测和控制电机运行的设备是可编程控制器（PLC）自控系统，起到对电机的防护作用。但由于PLC自控系统在进行电流采样时，往往是在电机稳定运行之后，电流也逐渐趋于稳定时进行采样，存在着很长的延时，很难对故障发生的原因予以掌握，尤其是短路故障，根本无法及时通过PLC自控系统予以获取，电机一旦发生短路故障，往往会影响工业生产的整体运转，造成巨大的经济损失。从工业安全生产的角度出发，急需提高PLC自控系统的稳定性和可靠性，针对PLC自控系统的不足予以完善和改进，基于PLC技术，设计出功能更加完善的电机保护系统，PLC自控系统中电机短路故障的防护的效果更好。

3.3 PLC自控系统中电机短路故障的防护设计分析

PLC自控系统中电机短路故障的防护是采用PLC自控系统的短路电流脉冲计数器，进行短路电弧的电流脉冲数统计，对发生短路时的电流情况。利用自制电流互感器、2CP31D型整流管以及2CW102型稳压管等设备和元件，确定稳压管的稳定电压，结合电机的工作原理以及各元件的参数，得到短路脉冲电流触发值。为了提升PLC自控系统故障防护的可靠性具有重要的作用。确定电机在运行状态下的参数以及启动过程的各项参数，掌握启动过程中电流变化的具体情况，但是很难具体了解启动电流、转差率、电磁转矩以及负载等情况，电流启动时电流变化情况难以真实的反映出来。为了有效测定电机启动过程中任一时刻的电流值，需要通过示波器来了解电流启动过程中的电流变化，通过实测和模拟试验获得准确的数值。为了保证PLC自控系统对短路电流脉冲计数的准确性和可靠性，需要针对短路电流脉冲计数的薄弱环节予以改进和完善，尤其是针对匝间短路电流脉冲计数，需要提升其可靠性，以保证匝间、相对地以及相间短路电流脉冲计数都能够准确进行，进而全面掌握电机短路故障的情况，PLC自控系统中电机短路故障的防护的效果更佳，保证电机安全稳定的运行[3]。

4 结束语

作为工业生产当中的重要设备，电动机发挥着相当重要的作用，一旦出现故障，会造成不小的损失。短路故障是电动机运行过程中常见的故障，会给电动机造成了极大的损坏。PLC自控系统具有监测生产设备安全运行的重要作用，对电机短路故障能够起到一定的防护作用，因此对PLC自控系统中电机短路故障的防护进行分析具有重要意义。

参考文献

[1] 张桂金.基于PLC系统的电机故障分析方法探究[J].价值工程，2011，30（29）：61.

[2] 王雪艳.基于PLC和工控机的监控系统设计[J].冶金自动化，2012，31（01）：63-64.

[3] 王荣娟.基于PLC的电机故障诊断系统设计与实现[J].知识经济，2014，（02）：84.