專利名稱：采用變頻器和plc控制電機(jī)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電機(jī)控制裝置，具體是一種采用變頻器和PLC控制電機(jī)的裝置。
背景技術(shù)：
電動機(jī)是作為設(shè)備主要動力的機(jī)器，也是能源消耗的最大的設(shè)備之一，目前根據(jù)國家節(jié)能減排的目標(biāo)要求，在高耗能電機(jī)上大多采用節(jié)能的變頻技術(shù)可以有效的降耗25%以上，也可以減少電機(jī)的故障，目前各種型號的變頻器多種，但在故障判斷，電機(jī)速度的設(shè)定，以及在遙控和遙測上還存在不足，PLC與變頻器結(jié)合使用對提高電機(jī)的節(jié)能和功能性具有積極意義。目前在電機(jī)控制上大多采用的是變頻器和馬達(dá)保護(hù)器，但使用本技術(shù)還不多。 PLC和變頻器同時使用為我國實現(xiàn)智能電網(wǎng)具有積極作用。設(shè)備多數(shù)采用異步電動機(jī)直接驅(qū)動的方式運行，存在啟動電流大、機(jī)械沖擊、電氣保護(hù)特性差等缺點。不僅影響設(shè)備使用壽命，而且當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)機(jī)械故障時不能瞬間動作保護(hù)設(shè)備，時常出現(xiàn)泵損壞同時電機(jī)也被燒毀的現(xiàn)象，不能有效的保護(hù)電機(jī)損壞，利用PLC軟、硬件可以實現(xiàn)外部故障的檢測、處理。PLC還能與對電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制和順序控制并可以設(shè)定自動速度的控制等。這是普通的變頻器所不能具備的。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對常規(guī)的變頻器控制上在諧波控制、轉(zhuǎn)矩不能控制以及轉(zhuǎn)速不能設(shè)定以及控制順序不能設(shè)定的問題，提供一種采用變頻器和PLC控制電機(jī)的裝置，變頻器使用對電機(jī)具有節(jié)能效益，PLC可以對電機(jī)速度、故障、運行等進(jìn)行控制，還能對電機(jī)的開啟電流設(shè)定能有效的減少電機(jī)故障提聞壽命。按照本實用新型提供的技術(shù)方案，所述的采用變頻器和PLC控制電機(jī)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(guān)連接電網(wǎng)輸入，所述PLC控制器分別連接顯示器6、進(jìn)行轉(zhuǎn)速設(shè)定的鍵盤輸入、電機(jī)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(jī)。所述PLC控制器還設(shè)定有通訊端口，通過網(wǎng)絡(luò)連接到遠(yuǎn)程的上位機(jī)。所述電網(wǎng)輸入三相電源L1相、L2相、L3相，其中LI相和L3相之間串聯(lián)二個熔斷器和一個電壓表，開關(guān)(2)采用一個斷路器，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(yōu)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(jìn)行諧波的控制減少諧波對變頻器的沖擊，改善電網(wǎng)的質(zhì)量，在電機(jī)啟動時，通過電感器對電機(jī)瞬時電流的沖擊起到改善的作用。PLC還能對輸入和輸出端口有效的進(jìn)行光電隔離和濾波功能，避免瞬時大電流沖擊；對啟動堵轉(zhuǎn)進(jìn)行報警和堵轉(zhuǎn)的保護(hù)；對電機(jī)溫度超過極限進(jìn)行控制；在遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控上實現(xiàn)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(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。本實用新型采用變頻器和PLC控制結(jié)合的技術(shù)，把變頻器存在的轉(zhuǎn)速不能設(shè)定，轉(zhuǎn)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(jìn)行補(bǔ)充。還在遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控上實現(xiàn)有效的傳遞。變頻器使用對電機(jī)具有節(jié)能效益，PLC可以對電機(jī)速度、故 障、運行等進(jìn)行控制，還能對電機(jī)的開啟電流設(shè)定能有效的減少電機(jī)故障提高壽命，采用兩者結(jié)合還可以通過通訊網(wǎng)口進(jìn)行遙控和遙測有利于實現(xiàn)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，其特征是所述變頻器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(guān)2連接電網(wǎng)輸入1，所述PLC控制器5分別連接顯示器6、進(jìn)行轉(zhuǎn)速設(shè)定的鍵盤輸入7、電機(jī)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(jī)11。所述PLC控制器5還設(shè)定有通訊端口，通過網(wǎng)絡(luò)連接到遠(yuǎn)程的上位機(jī)。首先由電網(wǎng)輸入I到開關(guān)2來控制電源，然后由開關(guān)2連接第一電抗器3能抑制浪涌電壓和浪涌電流對變頻器的沖擊，延長使用壽命和防止諧波的干擾，PLC控制器5在連接顯示器6對各種信號進(jìn)行顯示，對電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速設(shè)定輸入到PLC控制器5，然后PLC控制器5再經(jīng)過變頻器4連接第二電抗器10，變頻器4是采用變頻的方式調(diào)速會產(chǎn)生高次諧波和產(chǎn)生的波形畸變，因此第二電抗器10主要對變頻器調(diào)速產(chǎn)生的高次諧波和產(chǎn)生的波形畸變，起到濾出諧波電壓和諧波電流，改善電網(wǎng)質(zhì)量。電機(jī)溫度通過電機(jī)上的溫度傳感器9輸入到PLC控制器5上，對超溫進(jìn)行控制，超出設(shè)定溫度能切斷開關(guān)電源，對電機(jī)起到保護(hù)的作用，PLC控制器5還設(shè)定通訊端口，可以通過網(wǎng)絡(luò)連接上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制。如圖2所示，變頻器控制電機(jī)的電路主要包括ACS600變頻器、電機(jī)M，電抗器LI和L2分別對應(yīng)第一電抗器3和第二電抗器10。首先由電網(wǎng)輸入三相電源LI、L2、L3其中LI和L3串聯(lián)二個熔斷器FUl和FU2并串接一個電壓表V對線路輸入電壓進(jìn)行檢測。并且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主要起到抑制浪涌電壓和浪涌電流對變頻器的沖擊，然后由電抗器LI輸入到ACS600變頻器，然后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(chǎn)生的高次諧波和產(chǎn)生的波形畸變，起到濾出諧波電壓和諧波電流，保護(hù)電機(jī)設(shè)備銅損和鐵損以及溫升，有效改善電網(wǎng)質(zhì)量。變頻器的X1、X2、X3、X4端是對電機(jī)正、反轉(zhuǎn)進(jìn)行控制，通過鑰匙開關(guān)SI和中間繼電器K2和K4接點進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)換中出現(xiàn)的故障可以通過急停開關(guān)S4進(jìn)行控制。速度給定端X5和X6的輸入是由PLC控制器設(shè)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(zhuǎn)換成輸出頻率，通過電抗器L2后輸出電機(jī)M的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，速度反饋端X7和X8是通過電機(jī)轉(zhuǎn)速的情況反饋在輸入給PLC控制器進(jìn)行甄別，當(dāng)達(dá)到規(guī)定的轉(zhuǎn)速時，變頻器不會報警，只有出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)時或者轉(zhuǎn)速沒有達(dá)到規(guī)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后通過繼電器觸點切斷電機(jī)的開關(guān)起到保護(hù)電機(jī)防燒毀的功能。變頻器在電機(jī)正常運作時能及時將運行狀態(tài)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(diào)電阻R連接在一起，變頻器在運行中對設(shè)定的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成變頻信號時通過可調(diào)電阻R進(jìn)行給定。變頻器取得信號傳輸給電抗器L2后輸出對電機(jī)M的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。圖3是PLC控制原理圖，各輸入輸出端口介紹如下。PLC輸入220V電源后，在PLC中的燈會顯示電源信號。IL和O. O是通電后進(jìn)行自檢后允許變頻器上電，然后由O. I繼電器接點給變頻器上電，O. 2和O. 3分別是設(shè)定電機(jī)正、反轉(zhuǎn)信號，在電機(jī)啟動時已經(jīng)設(shè)定電機(jī)啟動時間，當(dāng)電機(jī)啟動超時時，2L會燈顯示電機(jī)超時。并電機(jī)被鎖住O. 6接觸器接點被斷開。由輸入的轉(zhuǎn)速給定信號O. 4輸出給變頻器進(jìn)行變頻信號量，O. 7、I. 0、3L分別是各種報警信號顯示，并有3L是急停按鈕信號。I. 3是電機(jī)啟動顯示燈信號，I. 4是變頻器安裝的風(fēng)機(jī)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(fēng)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(jìn)行通訊。在S. O上可以采用手動對電機(jī)試運行，S0. I能對電機(jī)進(jìn)行自動運行。S0. 2能進(jìn)行聯(lián)機(jī)起動功能。SO. 3 PLC自動復(fù)位，S0. 4是顯示輸出信號，S0. 5是鍵盤輸入?？梢赃M(jìn)行轉(zhuǎn)速設(shè)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(yīng)電機(jī)三個相位的情況。本實用新型是一種采用變頻器與PLC結(jié)合對電機(jī)進(jìn)行控制的技術(shù)，采用PLC設(shè)定的轉(zhuǎn)速和顯示并通過變頻頻率來實現(xiàn)電機(jī)起動和變速，并能對電機(jī)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(jī)進(jìn)行溫度檢測和控制。本實用新型采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涌電壓和浪涌電流對變頻器的沖擊，下端可以對變頻器產(chǎn)生的變頻產(chǎn)生高次諧波和產(chǎn)生的波形畸變，起到濾出諧波電壓和諧波電流，保護(hù)電機(jī)設(shè)備銅損和鐵損以及溫升，有效改善電網(wǎng)質(zhì)量。PLC還能對信號進(jìn)行通訊，連接上位機(jī)進(jìn)行通訊。對故障的電機(jī)進(jìn)行電氣鎖住，還有對電機(jī)三相電源相位異常進(jìn)行檢測防止出現(xiàn)斷相燒毀電機(jī)的故障。本實用新型還可以通過控制按鈕給出的信號進(jìn)行手動和自動操作進(jìn)行試機(jī)確保電機(jī)的安全運行。
權(quán)利要求1.采用變頻器和PLC控制電機(jī)的裝置，包括互相連接的變頻器(4)和PLC控制器(5)，其特征是所述變頻器(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(guān)(2)連接電網(wǎng)輸入(1)，所述PLC控制器(5)分別連接顯示器(6)、進(jìn)行轉(zhuǎn)速設(shè)定的鍵盤輸入(7)、電機(jī)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(jī)(11)。
2.如權(quán)利要求I所述采用變頻器和PLC控制電機(jī) 的裝置，其特征是，所述PLC控制器(5)還設(shè)定有通訊端口，通過網(wǎng)絡(luò)連接到遠(yuǎn)程的上位機(jī)。
3.如權(quán)利要求I所述采用變頻器和PLC控制電機(jī)的裝置，其特征是，所述電網(wǎng)輸入(I)三相電源L1相、L2相、L3相，其中LI相和L3相之間串聯(lián)二個熔斷器和一個電壓表，開關(guān)(2)采用一個斷路器，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采用變頻器和PLC控制電機(jī)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(guān)連接電網(wǎng)輸入，所述PLC控制器分別連接顯示器6、進(jìn)行轉(zhuǎn)速設(shè)定的鍵盤輸入、電機(jī)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(jī)。本實用新型的優(yōu)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(jìn)行諧波的控制減少諧波對變頻器的沖擊，在電機(jī)啟動時，通過電感器對電機(jī)瞬時電流的沖擊起到改善的作用。PLC還能避免瞬時大電流沖擊，對啟動堵轉(zhuǎn)進(jìn)行報警和堵轉(zhuǎn)的保護(hù)，對電機(jī)溫度超過極限進(jìn)行控制，在遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控上實現(xiàn)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(yōu)先權(quán)日2012年5月9日
發(fā)明者劉文雄, 陳云杰 申請人:博耳(無錫)電力成套有限公司