[發(fā)明專利]基于PLC的電動機(jī)保護(hù)裝置及控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410145374.2
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN104979800A
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯時云;吳曉東
• 申請（專利權(quán)）人: 寶鋼不銹鋼有限公司
• 主分類號: H02H7/08
• 分類號: H02H7/08;H02H7/085;H02H7/09;G01R19/165
• 代理公司: 上海集信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31254
• 代理人: 肖祎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電氣保護(hù)裝置及控制方法，具體說涉及一種電動機(jī)保護(hù)裝置及控制方法。

背景技術(shù)

電動機(jī)保護(hù)控制裝置現(xiàn)已滲透所有發(fā)電、變電、供電和用電系統(tǒng)領(lǐng)域，是保障發(fā)電、變電、供電和用電系統(tǒng)正常運行必不可少的重要組成部分。目前，傳統(tǒng)的電機(jī)啟動保護(hù)主要有：a.采用熱繼電器預(yù)防電機(jī)過載；b.采用熔斷器作為電機(jī)的過載保護(hù)；c.采用電磁式電流繼電器過載、堵轉(zhuǎn)保護(hù)；d.采用電子式電機(jī)保護(hù)器，如圖1所示。其中，采用熱繼電器預(yù)防電機(jī)過載是利用雙金屬片熱效應(yīng)工作的，雙金屬片是由不同膨脹系數(shù)的兩片金屬鉚合而成，當(dāng)電流通過時它將產(chǎn)生熱量，并向膨脹系數(shù)小的一邊彎曲，電流的大小和彎曲的程度成正比；當(dāng)電流超過熱繼電器整定電流的一定倍數(shù)時，就會啟動其中的脫扣裝置從而切斷主回路達(dá)到保護(hù)的目的。雖然熱繼電器具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、體積小、使用方便的優(yōu)點，但熱繼電器存在致命的缺陷，包括整定粗糙、受環(huán)境影響大、重復(fù)性差、動作不穩(wěn)定、發(fā)熱時間常數(shù)小、誤差大及功能單一等，因此己無法滿足越來越高的要求。熔斷器作為電機(jī)的過載保護(hù)受其規(guī)格限制無法按電機(jī)額定電流進(jìn)行準(zhǔn)確設(shè)定，如果熔斷器規(guī)格選太小容易造成斷路，使電機(jī)單相運行，如果熔斷器規(guī)格選得太大，則達(dá)不到過載保護(hù)的效果。電磁式電流繼電器過載、堵轉(zhuǎn)保護(hù)其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)械制造精度高，價格高且體積龐大這大大限制了電磁式電機(jī)保護(hù)器的使用范圍。電子式電機(jī)保護(hù)器，雖為電機(jī)的可靠運行提供了較可靠的保障，但這類產(chǎn)品仍存在一些無法克服的缺陷，包括整定精度不高，因是模擬電子式電機(jī)保護(hù)器，其采樣精度不高，模擬線路對電流互感器的非線性問題反應(yīng)滯后，要實現(xiàn)高精度的采樣有困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、精度和可靠性高的基于可編程邏輯控制器（PLC）的電動機(jī)保護(hù)裝置及控制方法，

根據(jù)本發(fā)明一方面提供一種基于PLC的電動機(jī)保護(hù)裝置，包括：與電動機(jī)連接的采樣裝置、數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、與采樣裝置連接的模擬量輸入模塊、與所述各模塊連接的系統(tǒng)總線、與系統(tǒng)總成連接的存儲器、電源模塊、與存儲器連接的PLC；采樣裝置包括電壓采樣部分和電機(jī)的電流采樣部分。

所述采樣裝置的電壓、電流采樣值是以標(biāo)準(zhǔn)電流信號送至模擬量輸入模塊。

所述標(biāo)準(zhǔn)電流信號為4-20ma，模擬量輸入模塊是simatic?s7-200系列PLC模擬量輸入模塊，

數(shù)字量輸入模塊和數(shù)字量輸出模塊是s7-200系列PLC數(shù)字量模塊。

電動機(jī)的啟動、停止及電動機(jī)狀態(tài)信號通過繼電器隔離以標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字量“0”或“1”的格式進(jìn)入s7-200系列PLC數(shù)字量模塊。

所述存儲器是s7-200系列CPU224存儲器。

數(shù)字量輸入模塊輸出值通過系統(tǒng)總線進(jìn)入s7-200系列CPU224存儲器處理。

數(shù)據(jù)經(jīng)s7-200系列PLC224存儲器處理后，通過系統(tǒng)總線進(jìn)入數(shù)字量輸出模塊，數(shù)字量輸出模塊輸出值直接控制電動機(jī)。

根據(jù)本發(fā)明另一方面提供一種基于PLC的電動機(jī)保護(hù)裝置的控制方法，采用上述的基于PLC的電動機(jī)保護(hù)裝置實施，該控制方法包括主程序、欠壓保護(hù)子程序、過流保護(hù)子程序；其中：

所述主程序包括：

程序開始后，從輸入單元包括數(shù)字量輸入模塊和模擬量輸入模塊檢測輸入量；首先判斷KM是否閉合，如果閉合，則電動機(jī)已經(jīng)處于運行狀態(tài)，此時無法按下啟動按鈕；若KM未曾閉合，則電動機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)，可以按啟動按鈕；接著判斷啟動按鈕是否按下，若是則繼續(xù)下面的程序；若否，則轉(zhuǎn)入啟動保護(hù)；如果電動機(jī)已經(jīng)正常啟動，則綠燈亮；接著判斷停止按鈕是否按下，若否，則繼續(xù)下面的程序，若是，則程序直接結(jié)束，開始下一次掃描；

所述欠壓保護(hù)子程序包括：采集A相和C相的電壓量，求出其平均值，再與整定值相比較，若小于整定值，則跳轉(zhuǎn)至保護(hù)動作子程序段，電動機(jī)起動欠壓保護(hù)，警報響，并且欠壓故障指示燈亮，若未發(fā)生欠壓故障，則直接結(jié)束本次循環(huán)；

所述過流保護(hù)子程序包括：采集三相電流量，若發(fā)現(xiàn)在啟動過程中，電流大于整定值，或在整定時間到達(dá)后，電流仍大于另一整定值，則跳轉(zhuǎn)至保護(hù)動作子程序段，啟動時間過長保護(hù)動作，警報響，并且啟動故障指示燈亮。

本發(fā)明通過在電動機(jī)安裝一種基于PLC電機(jī)保護(hù)裝置，由于采用PLC取代傳統(tǒng)繼電或電子控制保護(hù)裝置，在性能上比傳統(tǒng)保護(hù)裝置控制邏輯優(yōu)異，無論從經(jīng)濟(jì)性、使用壽命和效益的角度，還是從電機(jī)保護(hù)功能的全面性、可靠性和穩(wěn)定性等方面來看，都優(yōu)于傳統(tǒng)電機(jī)保護(hù)器，且調(diào)試修改方便、體積小、功耗低、使用維護(hù)方便。

附圖說明