吳新友

（麗水職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江麗水323000）

0 引言

隨著高職教育的發(fā)展，為迎合電氣工程技術(shù)專業(yè)的需求，須提高學(xué)校電氣技術(shù)教學(xué)效率和質(zhì)量，從而使得學(xué)校的競(jìng)爭(zhēng)力得到提升。因此，本文基于筆者自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合前人的經(jīng)驗(yàn)與研究，探討了本校PLC實(shí)訓(xùn)室低壓電氣柜存在的不足，提出了有益于教學(xué)的建議并進(jìn)行了改造和實(shí)施。

1 電氣柜存在的不足與分析

可編程邏輯控制器（PLC）實(shí)訓(xùn)室YL-214-Ⅲ型低壓電氣柜存在以下不足。

1.1 配線板中PLC使用和維修不便

在該電氣柜中可安裝低壓電器組成電氣控制線路，相配套的PLC為DVP16ES2型，裝接PLC時(shí)直接裝在網(wǎng)孔板之上，在教學(xué)中存在以下幾方面問題：（1）教學(xué)中使用頻率高，PLC上接線端子易損壞；（2）電路發(fā)生故障，觸點(diǎn)和線路容易連帶燒壞；（3）PLC輸出端子所接負(fù)載額定電壓?jiǎn)我徊⑶規(guī)ж?fù)載能力弱；（4）PLC外圍線路發(fā)生故障時(shí)，檢修存在一定困難；（5）輸出負(fù)載為線圈時(shí)，不能直接驅(qū)動(dòng)。

1.2 各模塊連接緊湊性和可靠性差

本柜有多個(gè)可拆裝的模塊，各模塊存在可靠性差、通信不順暢、使用不方便的問題，尤其是各模塊間的接口，損壞率高，通信等時(shí)常存在問題。造成以上不足的原因：（1）各模塊之間連接導(dǎo)線繁多、凌亂，導(dǎo)致線路不夠緊湊；（2）通信接口插拔次數(shù)過多導(dǎo)致通信接口損壞，從而使設(shè)備運(yùn)行和通信不夠可靠。本方案著手改造以下幾個(gè)方面：自插拔的導(dǎo)線緊湊化，各個(gè)模塊之間的連接線更加標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化。

1.3 電氣柜照明部分

電氣設(shè)備中，在保證正常工作的條件下，應(yīng)減少不必要的電能損耗。而本柜內(nèi)部照明線路當(dāng)柜門關(guān)閉時(shí)仍是工作狀態(tài)，此時(shí)照明失去作用，不符合節(jié)約用電原則。本方案著力實(shí)現(xiàn)當(dāng)柜門打開時(shí)內(nèi)部照明燈工作，柜門關(guān)閉時(shí)照明燈斷電。此外，照明線路電源取自空氣開關(guān)之后，則當(dāng)出現(xiàn)故障跳閘時(shí)，無法提供照明燈電源用以照明和維修，本方案也致力于解決此不足。

2 電氣柜改造措施

按電氣柜存在的不足與分析，逐一解決其不足之處并加以改造與實(shí)施。

2.1 電氣柜DVP16ES2型PLC模塊的改造

本環(huán)節(jié)圍繞幾個(gè)存在的問題加以設(shè)計(jì)和實(shí)施，為避免外部線路出現(xiàn)短路等故障而損壞PLC，本方案采用8路24 V直流繼電器模塊驅(qū)動(dòng)和光耦隔離，當(dāng)PLC輸出信號(hào)送至光耦，再由光信號(hào)驅(qū)動(dòng)三極管，從而驅(qū)動(dòng)繼電器線圈，當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，由于PLC內(nèi)部信號(hào)與繼電器電氣隔離，損壞的只是外加繼電器模塊，從而保護(hù)了PLC。光耦保護(hù)電路如圖1所示。

圖1 8路光耦/繼電器保護(hù)電路圖（以Y7為例）

以上為8路光耦獨(dú)立驅(qū)動(dòng)繼電器，可解決多電源負(fù)載供電和帶負(fù)載能力弱等問題。PLC自身端口使用率高時(shí)易損壞，故將每一個(gè)I/O口引出至接線端子排，以方便維修。改造后的原理圖及模塊外型布置圖如圖2所示。

圖2 原理圖及DVP16ES2模塊外型布局圖

2.2 各模塊連接緊湊性和可靠性改造與實(shí)施

連接導(dǎo)線及通信線是電氣設(shè)備中的關(guān)鍵，本柜體教學(xué)中用單根導(dǎo)線進(jìn)行連接，使各模塊間的連接顯得冗雜，從而導(dǎo)致各電源線不穩(wěn)定且影響數(shù)據(jù)信息的傳遞。結(jié)合實(shí)際情況，實(shí)施線路導(dǎo)線的改造，使得模塊間線路得到簡(jiǎn)化，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制，規(guī)避安全隱患。各模塊與配線板（含改造實(shí)施后的臺(tái)達(dá)PLC模塊）示意圖如圖3所示，圖中01～04為模塊電源線，05～08為數(shù)據(jù)線，均固定在柜體上，09為變頻器到三相電機(jī)的動(dòng)力線。以上導(dǎo)線為教學(xué)中最基本的連接方式，從而簡(jiǎn)潔了導(dǎo)線的連接，提高了教學(xué)效率。

圖3 各模塊與配線板示意圖

2.3 電氣柜照明部分改造

此部分將解決照明線路中的兩個(gè)問題：（1）電能損耗問題，在柜體門框處裝一限位開關(guān)并選擇其常閉觸點(diǎn)，用作照明燈回路的控制開關(guān)，當(dāng)門關(guān)閉時(shí)，觸點(diǎn)斷開，線路處于斷路狀態(tài)，從而減少電能浪費(fèi)；當(dāng)門打開時(shí)，觸點(diǎn)恢復(fù)閉合，照明燈線路正常工作。（2）原先照明線路電源取自空氣開關(guān)之后，這將造成當(dāng)柜體出現(xiàn)故障斷電時(shí)，無法提供照明燈以維修使用，本方案將照明燈的電源改接至空氣開關(guān)之前，以保證柜體出現(xiàn)故障，依舊能提供設(shè)備照明。

3 結(jié)語

綜上所述，合理的線路布置，模塊間的連接及隔離保護(hù)對(duì)于控制柜來說意義重大，對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)起到了重要作用。根據(jù)近一個(gè)學(xué)期的使用情況，改造在教學(xué)中取得了一定效果，能夠有效預(yù)防課堂教學(xué)事故的發(fā)生，保障設(shè)備和操作人員安全，提高作業(yè)效率。本系統(tǒng)中的措施可在其他電氣設(shè)備中有所推廣。