採用變頻器和plc控制電機的裝置的製作方法
2023-07-26 20:47:46 1
專利名稱：採用變頻器和plc控制電機的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電機控制裝置，具體是一種採用變頻器和PLC控制電機的裝置。
背景技術：
電動機是作為設備主要動力的機器，也是能源消耗的最大的設備之一，目前根據國家節能減排的目標要求，在高耗能電機上大多採用節能的變頻技術可以有效的降耗25%以上，也可以減少電機的故障，目前各種型號的變頻器多種，但在故障判斷，電機速度的設定，以及在遙控和遙測上還存在不足，PLC與變頻器結合使用對提高電機的節能和功能性具有積極意義。目前在電機控制上大多採用的是變頻器和馬達保護器，但使用本技術還不多。 PLC和變頻器同時使用為我國實現智能電網具有積極作用。設備多數採用異步電動機直接驅動的方式運行，存在啟動電流大、機械衝擊、電氣保護特性差等缺點。不僅影響設備使用壽命，而且當負載出現機械故障時不能瞬間動作保護設備，時常出現泵損壞同時電機也被燒毀的現象，不能有效的保護電機損壞，利用PLC軟、硬體可以實現外部故障的檢測、處理。PLC還能與對電機轉矩控制和順序控制並可以設定自動速度的控制等。這是普通的變頻器所不能具備的。
發明內容本實用新型的目的是針對常規的變頻器控制上在諧波控制、轉矩不能控制以及轉速不能設定以及控制順序不能設定的問題，提供一種採用變頻器和PLC控制電機的裝置，變頻器使用對電機具有節能效益，PLC可以對電機速度、故障、運行等進行控制，還能對電機的開啟電流設定能有效的減少電機故障提聞壽命。按照本實用新型提供的技術方案，所述的採用變頻器和PLC控制電機的裝置，包括互相連接的變頻器和PLC控制器，所述變頻器的輸入端連接第一電抗器，第一電抗器的輸入端通過開關連接電網輸入，所述PLC控制器分別連接顯示器6、進行轉速設定的鍵盤輸入、電機上的溫度傳感器，所述變頻器的輸出端連接第二電抗器，第二電抗器的輸出端連接電機。所述PLC控制器還設定有通訊埠，通過網絡連接到遠程的上位機。所述電網輸入三相電源L1相、L2相、L3相，其中LI相和L3相之間串聯二個熔斷器和一個電壓表，開關(2)採用一個斷路器，三相電源LI相、L2相、L3相線路通過斷路器連
接第一電抗器。本實用新型的優點是在線路上增加2個電感器可以對變頻器輸入和輸出進行諧波的控制減少諧波對變頻器的衝擊，改善電網的質量，在電機啟動時，通過電感器對電機瞬時電流的衝擊起到改善的作用。PLC還能對輸入和輸出埠有效的進行光電隔離和濾波功能，避免瞬時大電流衝擊；對啟動堵轉進行報警和堵轉的保護；對電機溫度超過極限進行控制；在遠程控制和遠程監控上實現有效的信息傳遞。
圖I是本實用新型的整體電路框圖。圖2是本實用新型的變頻器電路圖。圖3是本實用新型的PLC電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。本實用新型採用變頻器和PLC控制結合的技術，把變頻器存在的轉速不能設定，轉矩不能控制和順序控制，以及對故障判斷錯誤等，通過PLC來進行補充。還在遠程控制和遠程監控上實現有效的傳遞。變頻器使用對電機具有節能效益，PLC可以對電機速度、故 障、運行等進行控制，還能對電機的開啟電流設定能有效的減少電機故障提高壽命，採用兩者結合還可以通過通訊網口進行遙控和遙測有利於實現智能化管理。如圖I所示，本實用新型包括互相連接的變頻器4和PLC控制器5，其特徵是所述變頻器4的輸入端連接第一電抗器3，第一電抗器3的輸入端通過開關2連接電網輸入1，所述PLC控制器5分別連接顯示器6、進行轉速設定的鍵盤輸入7、電機上的溫度傳感器9，所述變頻器4的輸出端連接第二電抗器10，第二電抗器10的輸出端連接電機11。所述PLC控制器5還設定有通訊埠，通過網絡連接到遠程的上位機。首先由電網輸入I到開關2來控制電源，然後由開關2連接第一電抗器3能抑制浪湧電壓和浪湧電流對變頻器的衝擊，延長使用壽命和防止諧波的幹擾，PLC控制器5在連接顯示器6對各種信號進行顯示，對電機進行轉速設定輸入到PLC控制器5，然後PLC控制器5再經過變頻器4連接第二電抗器10，變頻器4是採用變頻的方式調速會產生高次諧波和產生的波形畸變，因此第二電抗器10主要對變頻器調速產生的高次諧波和產生的波形畸變，起到濾出諧波電壓和諧波電流，改善電網質量。電機溫度通過電機上的溫度傳感器9輸入到PLC控制器5上，對超溫進行控制，超出設定溫度能切斷開關電源，對電機起到保護的作用，PLC控制器5還設定通訊埠，可以通過網絡連接上位機進行遠程的控制。如圖2所示，變頻器控制電機的電路主要包括ACS600變頻器、電機M，電抗器LI和L2分別對應第一電抗器3和第二電抗器10。首先由電網輸入三相電源LI、L2、L3其中LI和L3串聯二個熔斷器FUl和FU2並串接一個電壓表V對線路輸入電壓進行檢測。並且L1、L2、L3線路連接QFl斷路器控制電路輸入和輸出供電和控制。斷路器QFl輸出到電抗器LI，電抗器LI主要起到抑制浪湧電壓和浪湧電流對變頻器的衝擊，然後由電抗器LI輸入到ACS600變頻器，然後ACS600變頻器通過變頻輸出到電抗器L2，電抗器L2主要是對ACS600變頻器在變頻過程中產生的高次諧波和產生的波形畸變，起到濾出諧波電壓和諧波電流，保護電機設備銅損和鐵損以及溫升，有效改善電網質量。變頻器的X1、X2、X3、X4端是對電機正、反轉進行控制，通過鑰匙開關SI和中間繼電器K2和K4接點進行轉換。在轉換中出現的故障可以通過急停開關S4進行控制。速度給定端X5和X6的輸入是由PLC控制器設定的速度信號通過信號隔離器過濾輸入變頻器再有變頻器轉換成輸出頻率，通過電抗器L2後輸出電機M的轉速進行控制，速度反饋端X7和X8是通過電機轉速的情況反饋在輸入給PLC控制器進行甄別，當達到規定的轉速時，變頻器不會報警，只有出現堵轉時或者轉速沒有達到規定要求時，變頻器Xll和X12端輸出故障報警信號給PLC控制器。PLC控制器接收報警信號後通過繼電器觸點切斷電機的開關起到保護電機防燒毀的功能。變頻器在電機正常運作時能及時將運行狀態通過X9和XlO端輸出給PLC控制器。給定頻率端X13、X14、X15、X16通過可調電阻R連接在一起，變頻器在運行中對設定的數據轉換成變頻信號時通過可調電阻R進行給定。變頻器取得信號傳輸給電抗器L2後輸出對電機M的轉速進行控制。圖3是PLC控制原理圖，各輸入輸出埠介紹如下。PLC輸入220V電源後，在PLC中的燈會顯示電源信號。IL和O. O是通電後進行自檢後允許變頻器上電，然後由O. I繼電器接點給變頻器上電，O. 2和O. 3分別是設定電機正、反轉信號，在電機啟動時已經設定電機啟動時間，當電機啟動超時時，2L會燈顯示電機超時。並電機被鎖住O. 6接觸器接點被斷開。由輸入的轉速給定信號O. 4輸出給變頻器進行變頻信號量，O. 7、I. 0、3L分別是各種報警信號顯示，並有3L是急停按鈕信號。I. 3是電機啟動顯示燈信號，I. 4是變頻器安裝的風機啟動信號，I. 5分別是繼電器觸點和運行燈信號。I. 7是變頻器的風扇運行指示。N、L1分別是PLC電源接入點，+、_分別是通訊接口可以對外進行通訊。在S. O上可以採用手動對電機試運行，S0. I能對電機進行自動運行。S0. 2能進行聯機起動功能。SO. 3 PLC自動復位，S0. 4是顯示輸出信號，S0. 5是鍵盤輸入。可以進行轉速設定。SI. O和SI. I分別是·顯示變頻器的運行和故障切換。SI. 4和SI. 5超溫控制和溫度顯示，S2. 5、S2. 6、S2. 7分別對應電機三個相位的情況。本實用新型是一種採用變頻器與PLC結合對電機進行控制的技術，採用PLC設定的轉速和顯示並通過變頻頻率來實現電機起動和變速，並能對電機的故障以及變頻器的故障予以顯示，還可以通過溫控傳感器對電機進行溫度檢測和控制。本實用新型採用二個電抗器分別安裝在變頻器的上端可以起到輸入電源抑制浪湧電壓和浪湧電流對變頻器的衝擊，下端可以對變頻器產生的變頻產生高次諧波和產生的波形畸變，起到濾出諧波電壓和諧波電流，保護電機設備銅損和鐵損以及溫升，有效改善電網質量。PLC還能對信號進行通訊，連接上位機進行通訊。對故障的電機進行電氣鎖住，還有對電機三相電源相位異常進行檢測防止出現斷相燒毀電機的故障。本實用新型還可以通過控制按鈕給出的信號進行手動和自動操作進行試機確保電機的安全運行。
權利要求1.採用變頻器和PLC控制電機的裝置，包括互相連接的變頻器(4)和PLC控制器(5)，其特徵是所述變頻器(4)的輸入端連接第一電抗器(3)，第一電抗器(3)的輸入端通過開關(2)連接電網輸入(1)，所述PLC控制器(5)分別連接顯示器(6)、進行轉速設定的鍵盤輸入(7)、電機上的溫度傳感器(9)，所述變頻器(4)的輸出端連接第二電抗器(10)，第二電抗器(10)的輸出端連接電機(11)。
2.如權利要求I所述採用變頻器和PLC控制電機 的裝置，其特徵是，所述PLC控制器(5)還設定有通訊埠，通過網絡連接到遠程的上位機。
3.如權利要求I所述採用變頻器和PLC控制電機的裝置，其特徵是，所述電網輸入(I)三相電源L1相、L2相、L3相，其中LI相和L3相之間串聯二個熔斷器和一個電壓表，開關(2)採用一個斷路器，三相電源LI相、L2相、L3相線路通過斷路器連接第一電抗器(3)。
專利摘要本實用新型提供了一種採用變頻器和PLC控制電機的裝置，包括互相連接的變頻器和PLC控制器，所述變頻器的輸入端連接第一電抗器，第一電抗器的輸入端通過開關連接電網輸入，所述PLC控制器分別連接顯示器6、進行轉速設定的鍵盤輸入、電機上的溫度傳感器，所述變頻器的輸出端連接第二電抗器，第二電抗器的輸出端連接電機。本實用新型的優點是在線路上增加2個電感器可以對變頻器輸入和輸出進行諧波的控制減少諧波對變頻器的衝擊，在電機啟動時，通過電感器對電機瞬時電流的衝擊起到改善的作用。PLC還能避免瞬時大電流衝擊，對啟動堵轉進行報警和堵轉的保護，對電機溫度超過極限進行控制，在遠程控制和遠程監控上實現有效的信息傳遞。
文檔編號H02H7/08GK202679306SQ201220205648
公開日2013年1月16日 申請日期2012年5月9日 優先權日2012年5月9日
發明者劉文雄, 陳雲傑 申請人:博耳(無錫)電力成套有限公司