駱亮

摘 要：現(xiàn)代人設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)器中是以plc控制為基礎(chǔ)的，屬于電路的形式，其中熱繼電器是該系統(tǒng)中發(fā)揮保護(hù)作用的主要設(shè)備，一旦系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過(guò)載運(yùn)行的狀態(tài)，或者電路中的電流達(dá)到了設(shè)定的數(shù)值后，系統(tǒng)中的熱繼電器就會(huì)斷開(kāi)觸點(diǎn)，使接觸器的線圈失電，而電動(dòng)機(jī)在停止運(yùn)行的狀態(tài)中會(huì)迅速響起報(bào)警響鈴，技術(shù)人員通過(guò)組態(tài)測(cè)試就能夠?qū)崿F(xiàn)電氣裝置的過(guò)載保護(hù)作用。本文從過(guò)載保護(hù)電氣控制的主電路、plc控制回路及軟件程序設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，探討了具體的設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：plc控制 過(guò)載保護(hù) 電動(dòng)機(jī) 電氣控制設(shè)計(jì)

Discussion on Electrical Control Design of Overload Protection based on PLC Control

Luo Liang

Abstract：The motor overload protector designed by modern people is based on PLC control and belongs to the form of a circuit. The thermal relay is the main device that plays a protective role in the system. Once the motor in the system is overloaded， or after the current in the circuit reaches the set value， the thermal relay in the system will disconnect the contact， causing the contactor's coil to lose power， and the motor will quickly ring the alarm when it is stopped， and the configuration test can realize the overload protection function of the electrical device. This text carries on the research from the main circuit of the overload protection electric control， the plc control loop and the software program design， and discusses the concrete design plan.

Key words：PLC control， overload protection， electric motor， electrical control design

1 引言

現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)需要電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力運(yùn)行的基礎(chǔ)，為生產(chǎn)提供大量的動(dòng)力能源，但是電動(dòng)機(jī)如果存在負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)或者動(dòng)能不足的情況，都可能會(huì)引發(fā)電動(dòng)機(jī)荷載運(yùn)行不足的情況，影響其運(yùn)行的狀況。低壓斷路器因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的保護(hù)功能通常會(huì)在運(yùn)行一定時(shí)間以后才會(huì)啟動(dòng)跳閘保護(hù)裝置，如果因電動(dòng)機(jī)發(fā)生的故障導(dǎo)致定子電流增加，則轉(zhuǎn)子的溫度乎快速上升，可能會(huì)引發(fā)絕緣層損壞的事故，但是如果經(jīng)過(guò)熱繼電器的過(guò)載保護(hù)，就可以有效的避免這一問(wèn)題。熱繼電器對(duì)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)做出的過(guò)載保護(hù)是plc電路中必須的設(shè)備，技術(shù)人員會(huì)將軟元件的常閉觸電寫入編程，那么電路設(shè)計(jì)中就會(huì)融入熱繼電器控制的功能，再結(jié)合各個(gè)部分的功能發(fā)揮出實(shí)際的保護(hù)效用。

2 plc控制下過(guò)載保護(hù)電氣控制設(shè)計(jì)中的主電路設(shè)計(jì)思路

Plc作為主導(dǎo)控制的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)只能允許短時(shí)間的過(guò)載運(yùn)行，如果電動(dòng)機(jī)存在長(zhǎng)時(shí)間負(fù)載運(yùn)行的狀態(tài)，則電動(dòng)機(jī)繞組的溫度必然會(huì)快速上升，甚至?xí)^(guò)額定的允許值，導(dǎo)致系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞的情況，所以技術(shù)人員在系統(tǒng)中要對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況做出嚴(yán)格的監(jiān)控，利用熱繼電器來(lái)防止電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)期負(fù)荷運(yùn)行，避免對(duì)電動(dòng)機(jī)絕緣裝置及繞組的損壞，可以采用低壓的斷路器作為保護(hù)裝置，接觸器則可以成為欠壓保護(hù)的裝置，而熱繼電器是過(guò)載保護(hù)電氣控制裝置中的主要設(shè)備。技術(shù)人員根據(jù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的整體需求進(jìn)一步調(diào)整熱繼電器的整定值，可以安排在電動(dòng)機(jī)額定電流的1倍左右，如果電流在進(jìn)過(guò)繞組時(shí)檢測(cè)到的數(shù)值超過(guò)了規(guī)定的數(shù)值，則系統(tǒng)中的熱繼電器保護(hù)裝置常閉觸點(diǎn)就會(huì)直接打開(kāi)，對(duì)電動(dòng)機(jī)做出保護(hù)。在主電路的設(shè)計(jì)思路中，技術(shù)人員可以直接將熱繼電器的保護(hù)設(shè)計(jì)作為主要內(nèi)容，諸如斷路器、接觸器等裝置都是為了滿足熱繼電器的工作而起到輔助作用的裝置，所以在plc主導(dǎo)的控制系統(tǒng)中，過(guò)載保護(hù)的電氣控制設(shè)計(jì)要符合整體的系統(tǒng)保護(hù)設(shè)計(jì)思路，熱繼電器的常閉觸點(diǎn)是保護(hù)工作的關(guān)鍵，技術(shù)人員對(duì)主電路的設(shè)計(jì)要目標(biāo)明確，分清主次，才能更好的完成電路設(shè)計(jì)工作[1]。

3 plc控制下過(guò)載保護(hù)電氣控制設(shè)計(jì)的plc控制回路設(shè)計(jì)思路

以plc為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行回路要通過(guò)熱繼電器發(fā)揮過(guò)載保護(hù)作用，所以系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)是被保護(hù)的裝置，而熱繼電器才是主要的保護(hù)裝置，熱繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)要與plc控制輸入端連接，常閉觸點(diǎn)則與KM線圈連接，電路運(yùn)行的信息經(jīng)過(guò)通訊線反饋到觸摸屏中，再將指令傳達(dá)到熱繼電器所在的線路中，線路的恒定電壓是220v，熱繼電器與報(bào)警燈、報(bào)警鈴等裝置并聯(lián)，熱繼電器啟動(dòng)保護(hù)裝置時(shí)，電流經(jīng)過(guò)報(bào)警燈與報(bào)警鈴，就會(huì)直接觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)。Plc控制回路采用的常開(kāi)觸點(diǎn)的連接方式，在系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)超過(guò)發(fā)熱的額定溫度以后，就會(huì)對(duì)控制回路的主線實(shí)行額定溫度的控制，其接動(dòng)合按鈕SB1會(huì)在外接硬開(kāi)關(guān)的部分啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，SB2在打開(kāi)狀態(tài)時(shí)X2的線路會(huì)停止電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，指于輸出端的報(bào)警指示燈，會(huì)直接顯示故障并報(bào)警，接觸器所連接的線路包含KM線圈的控制區(qū)域，會(huì)影響線路的得電與失電情況，在控制KM主接觸點(diǎn)的閉合與斷開(kāi)時(shí)，報(bào)警鈴的連接就可以在線路發(fā)生故障時(shí)會(huì)直接報(bào)警。Plc控制的形式中因回路的并連設(shè)計(jì)將報(bào)警燈、報(bào)警鈴與熱繼電器形成連接，可以通過(guò)觸摸屏對(duì)整體的運(yùn)行狀況發(fā)出指令，又可以在系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)直接開(kāi)啟熱繼電器的保護(hù)設(shè)定，諸如SB1與SB2線路中受到X1與X2開(kāi)關(guān)的影響，以此構(gòu)成了plc過(guò)載保護(hù)電氣控制回路設(shè)計(jì)的接線路，可以更好的滿足電動(dòng)機(jī)過(guò)載運(yùn)行的保護(hù)工作，并且能夠在實(shí)際應(yīng)用中做出有效的報(bào)警工作。由圖1所示的plc控制回路系統(tǒng)接線圖中也可以看出，技術(shù)人員在設(shè)計(jì)plc控制回路時(shí)，仍要注重?zé)崂^電器裝置的并聯(lián)，但報(bào)警鈴與報(bào)警燈的裝置也同樣重要，外接入的觸摸屏成為plc控制的必要裝置，在設(shè)計(jì)中加強(qiáng)對(duì)線路的安置，可以更好的維護(hù)整體運(yùn)行的效果[2]。

4 plc控制下過(guò)載保護(hù)電氣控制設(shè)計(jì)的軟件程序設(shè)計(jì)思路

技術(shù)人員在三菱plc編程中完成軟件程序的設(shè)計(jì)，如圖2所示，編程的設(shè)計(jì)過(guò)程包括六個(gè)部分，與圖1中所示的控制回路設(shè)計(jì)是對(duì)應(yīng)的。電路的電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行狀態(tài)中，技術(shù)人員按下SB1按鈕時(shí)，plc會(huì)觸發(fā)熱繼電器中的觸點(diǎn)動(dòng)作，那么熱繼電器的001線圈就會(huì)直接得電，內(nèi)部的硬觸點(diǎn)此時(shí)是閉合的狀態(tài)，而基礎(chǔ)漆的線圈也會(huì)得電，線圈的主觸點(diǎn)此時(shí)也是閉合的狀態(tài)，并且電動(dòng)機(jī)會(huì)正常開(kāi)始運(yùn)行。在技術(shù)人員按下SB2按鈕時(shí)，熱繼電器的002觸點(diǎn)開(kāi)啟動(dòng)作，會(huì)使之前的001連接的線圈直接失電，內(nèi)部的觸點(diǎn)處于斷開(kāi)的狀態(tài)，則線圈會(huì)直接失電，主觸點(diǎn)會(huì)斷開(kāi)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行終止。如果電動(dòng)機(jī)在線路中處于過(guò)載運(yùn)行的狀態(tài)，那么熱繼電器的發(fā)熱元件救護(hù)在工作中完成觸點(diǎn)動(dòng)作，通過(guò)控制線圈失電與得電來(lái)形成保護(hù)作用，線圈自身主觸點(diǎn)的斷開(kāi)是對(duì)電力系統(tǒng)的雙重保護(hù)作用，而且會(huì)直接觸發(fā)報(bào)警鈴令其發(fā)聲。大約經(jīng)過(guò)幾秒鐘以后，電力系統(tǒng)中連接的定時(shí)器會(huì)開(kāi)始動(dòng)作，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合的裝置，001與002線圈都會(huì)失電，則報(bào)警裝置會(huì)停止運(yùn)行，在T0觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)，定時(shí)器會(huì)迅速?gòu)?fù)位，為下一次保護(hù)做好準(zhǔn)備。技術(shù)人員在設(shè)計(jì)軟件程序時(shí)，要注重對(duì)整體線路觸點(diǎn)閉合與斷開(kāi)的聯(lián)動(dòng)，系統(tǒng)的運(yùn)行不能突然中止，恢復(fù)保護(hù)作用需要涵蓋報(bào)警裝置與自動(dòng)復(fù)位裝置，在數(shù)字化的編寫程序中，技術(shù)人員要充分考慮到各個(gè)電路及線圈中連接裝置，有效發(fā)揮熱繼電器在線路中起到的保護(hù)作用[3]。

5 plc控制下過(guò)載保護(hù)電氣控制設(shè)計(jì)的組態(tài)監(jiān)控設(shè)計(jì)思路

技術(shù)人員對(duì)于監(jiān)控人機(jī)界面的設(shè)計(jì)可以利用觸摸屏完成，在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的人機(jī)界面，可以對(duì)工業(yè)生產(chǎn)所應(yīng)用的人機(jī)交互系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)程的控制，實(shí)現(xiàn)在線生產(chǎn)的監(jiān)控，準(zhǔn)確的讀取相關(guān)數(shù)據(jù)，并應(yīng)用于系統(tǒng)的驗(yàn)證開(kāi)發(fā)，觸摸屏中會(huì)有相關(guān)啟動(dòng)裝置與開(kāi)關(guān)裝置，經(jīng)過(guò)指示燈的閃爍及報(bào)警鈴的響動(dòng)完成信息傳遞。人機(jī)組態(tài)界面設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)中SB1與SB2按鈕的工作狀態(tài)，要接入電路系統(tǒng)的指示燈、蜂鳴器等硬件設(shè)施，再通過(guò)界面設(shè)備的有效控制，對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)實(shí)現(xiàn)監(jiān)管，可以與plc對(duì)應(yīng)的連接通道形成信息交互，在觸摸屏中顯示出來(lái)，如運(yùn)行指示燈的開(kāi)關(guān)量讀寫入001，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的指示燈處于啟動(dòng)的狀態(tài);報(bào)警指示燈的開(kāi)關(guān)量讀寫入000，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的指示燈處于報(bào)警的狀態(tài)。設(shè)備與觸摸屏相連接的狀態(tài)下，技術(shù)人員在測(cè)試電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，會(huì)啟動(dòng)過(guò)載保護(hù)的動(dòng)作，導(dǎo)致線圈失電，而主電路接觸器的主觸點(diǎn)是斷開(kāi)的，那么失電就會(huì)保護(hù)電動(dòng)機(jī)，使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行的狀態(tài)[4]。

6 結(jié)語(yǔ)

技術(shù)人員在研究電動(dòng)機(jī)過(guò)載運(yùn)行狀態(tài)下如何開(kāi)啟保護(hù)裝置，需要從plc控制的角度研究額定電流到達(dá)整定值時(shí)對(duì)保護(hù)裝置的出發(fā)，保護(hù)電動(dòng)機(jī)的方式有許多種，根據(jù)電動(dòng)機(jī)過(guò)載運(yùn)行的不同情況，系統(tǒng)可以采取不同的保護(hù)措施，防止過(guò)載運(yùn)行對(duì)電動(dòng)機(jī)的損壞，則技術(shù)人員也要研究更加穩(wěn)定、易于實(shí)現(xiàn)的保護(hù)裝置，才能在實(shí)際的應(yīng)用中呈現(xiàn)出更好的效果。

參考文獻(xiàn)：

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