基于PLC和双电源切换装置在医院及酒店消防设备的应用

1 背景介绍

可靠连续的电力供应对于医院和酒店都至关重要，当因为某种原因发生断电时，医院需要维持运营，患者维系生命的仪器设备需要正常运行，酒店的消防设备属于一级供电负荷，如果遇到火灾时消防水泵及消防相关设备必须得到可靠供电，才能保证人员安全及财产安全，这些都需要很有力的保障措施。明园医院金座低压配电室和明园新时代大酒店银座低压配电室采用城市电网（市电）和紧急状态下备用柴油发电机（备用电）双电源供电方式，市电供电时负责辖区内所有消防、动力、照明负荷用电；备用电供电时只负责辖区内医院、消防等重要用电负载的安全可靠供电。

2 系统组成

2.1 PLC控制器

早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller,PLC），它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种采用微型计算机技术的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC.但是为了避免与个人计算机（Personal Computer）的简称混淆，所以将可编程序控制器简称PLC.PLC的基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内,使控制器和被控对象连接方便，PLC具有以下的特点。

（1）该系统构成灵活，扩展容易，以开关量控制为其特长；也能进行连续过程的PID回路控制；并能与上位机构成复杂的控制系统，实现生产过程的综合自动化。

（2）使用方便，编程简单，采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。

（3）能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，可靠性强。

2.2 柴油发电机

柴油发电机是将其它形式的能源转换成电能的机械设备，柴油机将机械能传递给发电机，再由发电机转换为电能。柴油发电机组主要用作应急备用电源，或在流动电站和一些大电网还没有到达的地区使用。它制造比较简单，主要由柴油机、发电机和控制系统组成，柴油机和发电机连接好后安装在公共底架上，然后配上各种传感器、如水温传感器、压力传感器，电量传感器，通过这些传感器显示柴油机和发电机的运行状态及各种参数，而且有了这些传感器，就可以设定发电机运行的上下限数值，当达到或超过这个限定值时控制系统会预先报警，这个时候，如果没有采取措施，控制系统会自动将发电机组停掉，柴油发电机组就是采取这种方来进行自我保护的。

2.3 双电源切换装置

双电源切换装置就是电源进线一路因故停电而切换到另外一个电源的设备，双电源切换装置是广泛应用于高层建筑、小区、医院、机场、码头、消防、冶金、化工、纺织等不允许停电的重要场所。ATS（自动转换开关）主要用在紧急供电系统，是将负载电路从一个电源自动切换至另一个电源的开关设备，以确保重要负荷连续、可靠地运行。

2.4 低压开关柜

低压开关柜动力、照明、配电设备的电能分配和控制，比如电动机负载控制、照明用电等配电设备。低压断路器在电路中作接通、分断和承载额定工作电流，并能在线路和电动机发生过载、短路、欠压的情况下进行可靠的保护。

乌鲁木齐明园医院及明园新时代大酒店双电源切换自动控制系统设备组成如图1所示。

3 系统控制原理

根据现场控制要求，首先是要有利于提高整个系统的可靠性指标，以满足用户生产生活要求，做到安全可靠。因此，选择了PLC作为控制核心，把其它相关设备结合成一个自动控制系统。

（1）系统控制采用可编程控制器（PLC）分别接受金座配电室低压开关柜中负荷断路器工作状态（无源开关接点）、银座配电室低压开关柜中负荷断路器工作状态（无源开关接点）、双电源切换装置对市电和备用电两段电源电压实时检测，接受低压双电源转换装置市电、备用电工作状态（无源开关接点）。其工作原理如图2所示。

（2）编写系统控制原理程序，PLC根据控制程序，检测输入指令状态，输入指令满足条件立即输出指令启动柴油发电机，指令不成立不启动柴油发电机（如图3、4所示）。

（3）柴油发电机启动供电，双电源自动转换装置切换到备用供电，输出至消防设备及医院重要设备。

（4）市电恢复正常供电后，柴油发电机停止，双电源自动转换装置切换到市电供电。

4 结束语

乌鲁木齐市明园医院及明园新时代大酒店双电源切换装置自动控制系统解决方案，对医院负荷及酒店消防设备提供双电源自动控制方案，保证了稳定可靠的电源供电，让医院和酒店更加安全和高效。

参考文献
1 张天开.邵世广.PLC在柴油发电机组监控系统中的应用[J].电工技术杂志.2001,(07)
2 李雨.丁鸿杰.齐从谦.双供电系统实时监控和自动切换装置的研制[J].工业仪表与自动化装置.2003,(05)
3 罗勇军.黄勇.李少慧.西门子S7-200型PLC在分布式系统中的应用[J].工业控制计算机.1999,(02)