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關(guān)于PLC控制系統(tǒng)中電動機(jī)過載保護(hù)方法的探究

瀏覽次數(shù):901更新時間:2021-08-13
  劉丹
 
  安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801
 
  0引言
 
  本文主要闡述三相異步交流電動機(jī)的PLC控制系統(tǒng)中熱繼電器起過載保護(hù)作用的兩種方式,說明熱繼電器輔助觸點(diǎn)接在PLC的輸入端時,程序梯形圖中的相應(yīng)觸點(diǎn)要使用相反的邏輯。
 
  在實(shí)際生產(chǎn)中,三相交流異步電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制是一種基本的控制。如機(jī)床工作臺的左右移動、數(shù)控機(jī)床的進(jìn)退刀等,為保護(hù)電動機(jī),在電動機(jī)的控制線路中,通常使用熱繼電器進(jìn)行過載保護(hù)。熱繼電器是利用流過熱繼電器的電流所產(chǎn)生的熱效應(yīng)而反時限動作的自動保護(hù)電器。
 
  熱繼電器主要與接觸器配合使用,用作電動機(jī)的過載保護(hù),斷相保護(hù)、電流不平衡運(yùn)行的保護(hù)等。熱繼電器在使用時,需要將其熱元件串聯(lián)在主電路中,輔助觸頭串聯(lián)在控制電路中,當(dāng)電動機(jī)過載時,流過電阻絲的電流超過熱繼電器的整定電流,電阻絲發(fā)熱,溫度升高,使主雙金屬片彎曲,通過傳動機(jī)構(gòu)推動常閉觸頭斷開,分?jǐn)嗫刂齐娐?,再通過接觸器主觸頭切斷主電路,電動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)對電動機(jī)的過載保護(hù)。電源切斷后,主雙金屬片逐漸冷卻恢復(fù)原位。
 
  現(xiàn)用PLC邏輯控制系統(tǒng)改造繼電-接觸器邏輯控制系統(tǒng),下面為三菱PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)三相異步交流電動機(jī)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制系統(tǒng),其過載保護(hù)措施的實(shí)現(xiàn)有兩種方法。
 
  方法一:熱繼電器接在PLC輸入端的過載保護(hù)方式。
 
  根據(jù)控制任務(wù),當(dāng)PLC的輸入端接熱繼電器的動斷觸點(diǎn)(常閉觸點(diǎn))時,PLC的輸入端需接入3個輸入信號,輸出端接1個輸出信號。
 
  I/O地址分配表見表1。
 
  表1
 
PLC的控制回路接線見圖1。
 
圖1
 
  程序的梯形圖見圖2。
 
圖2
 
  當(dāng)接線圖1中PLC的輸入端子X3接熱繼電器KH的常閉觸點(diǎn)時,程序的梯形圖2中用X3常開觸點(diǎn),而不用X3的常閉觸點(diǎn)。當(dāng)PLC接通電源,系統(tǒng)內(nèi)的直流24V的電源與PLC外部的熱繼電器KH的常閉觸頭構(gòu)成回路,使輸入繼電器X3線圈得電,此時梯形圖中的X3常開觸點(diǎn)處于接通狀態(tài),再按下啟動按鈕SB2,輸入繼電器X2常開觸點(diǎn)閉合,輸出繼電器Y1線圈得電,驅(qū)動PLC外部輸出端子Y1上的交流接觸器KM動作,主電路的電動機(jī)啟動并連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)電動機(jī)過載時,主電路中熱繼電器熱元件因?yàn)闇囟冗^高發(fā)生彎曲,分?jǐn)嗥涑i]觸頭,PLC的輸入繼電器X3線圈失電,梯形圖中X3常開觸點(diǎn)斷開,輸出繼電器Y1線圈失電,Y1的常開觸點(diǎn)斷開,PLC外部輸出端子Y1上的接觸器線圈KM失去驅(qū)動信號,交流接觸器KM線圈失電,主電路的接觸器KM主觸頭分?jǐn)?,電動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn),起到了過載保護(hù)的作用。
 
  當(dāng)熱繼電器接在PLC的輸入端時,程序的梯形中與之對應(yīng)的觸點(diǎn)要使用相反的邏輯,保證程序的正確性,即PLC的輸入端子X3接熱繼電器常閉觸點(diǎn)時,梯形圖中要用其與之對應(yīng)的輸入繼電器X3的常開觸點(diǎn)。同理,PLC的輸入端子X3也可接熱繼電器的常開觸點(diǎn),則梯形中圖3要用輸入繼電器X3的常閉觸點(diǎn);其次,熱繼電器在輸入端是通過斷開PLC的控制程序輸出繼電器Y1,使PLC對外沒有輸出信號,無法驅(qū)動負(fù)載交流接觸器,從而斷開PLC的控制電路,來分?jǐn)嘀麟娐罚V闺妱訖C(jī)的運(yùn)行,對電動機(jī)起到過載保護(hù)的作用。方法二:熱繼電器接在PLC輸出端的過載保護(hù)方式。根據(jù)電動機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制任務(wù)要求,PLC控制電路接線中需要2個輸入點(diǎn),1個輸出點(diǎn),其I/O地址分配表見表2。
 
  表2
 
PLC的控制電路接線見圖3。
 
圖3
 
  程序的梯形圖見圖4。
 
圖4
 
  說明:過載保護(hù)的熱繼電器其常閉觸點(diǎn)不作為一個輸入信號占用寶貴的輸入點(diǎn),而將其接到輸出回路上,當(dāng)熱繼電器的熱元件工作,斷開PLC的輸出端控制回路,接觸器KM線圈失電,主電路的接觸器主觸頭分離,斷開主電路,電動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)對電動機(jī)的過載保護(hù)。這種過載保護(hù)方法是通過斷開PLC的控制回路實(shí)現(xiàn)的,而PLC的程序仍在執(zhí)行,輸出繼電器Y1對PLC的外部輸出端仍然有輸出信號。熱繼電器在串接在輸出端控制電路中優(yōu)點(diǎn)在于,即使圖4  PLC故障(例如死機(jī)),當(dāng)電動機(jī)過載導(dǎo)致熱繼電器的熱元件溫度過高,輔助觸頭仍然會動作,斷開控制回路,分?jǐn)嘀麟娐繁Wo(hù)電動機(jī)。
 
  具體在PLC控制系中,熱繼電器過起載保護(hù)作用在輸入端還是輸入端,用戶要根據(jù)PLC的型號,電動機(jī)的性能,控制任務(wù)要求是僅切斷電路還是要發(fā)出相關(guān)信息等做具體分析,采用合適的方式。
 
  1.安科瑞智能電動機(jī)保護(hù)器介紹
 
  1.1產(chǎn)品介紹
 
  智能電動機(jī)保護(hù)器(以下簡稱保護(hù)器),采用單片機(jī)技術(shù),具有抗干擾能力強(qiáng)、工作穩(wěn)定可靠、數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等特點(diǎn)。保護(hù)器能對電動機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的過載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉(zhuǎn)、阻塞、外部故障等多種情況進(jìn)行保護(hù),并設(shè)有SOE故障事件記錄功能,方便現(xiàn)場維護(hù)人員查找故障原因。適用于煤礦、石化、冶煉、電力、以及民用建筑等領(lǐng)域。本保護(hù)器具有RS485遠(yuǎn)程通訊接口,DC4-20mA模擬量輸出,方便與PLC、PC等控制機(jī)組成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)電動機(jī)運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
 
  1.2技術(shù)參數(shù)
 
  1.2.1數(shù)字式電動機(jī)保護(hù)器
 
1.2.2模塊式電動機(jī)保護(hù)器
 
1.3產(chǎn)品選型
 
說明:“√”表示具備,“■”表示可選。
 
  參考文獻(xiàn)
 
  [1] 劉麗輝.PLC控制系統(tǒng)中電動機(jī)過載保護(hù)方法的探究
 
  [2] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06版
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