基于plc控制的過載保護(hù)電氣控制設(shè)計探討

駱亮

摘 要：現(xiàn)代人設(shè)計的電動機過載保護(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)中的電動機出現(xiàn)過載運行的狀態(tài)，或者電路中的電流達(dá)到了設(shè)定的數(shù)值后，系統(tǒng)中的熱繼電器就會斷開觸點，使接觸器的線圈失電，而電動機在停止運行的狀態(tài)中會迅速響起報警響鈴，技術(shù)人員通過組態(tài)測試就能夠?qū)崿F(xiàn)電氣裝置的過載保護(hù)作用。本文從過載保護(hù)電氣控制的主電路、plc控制回路及軟件程序設(shè)計進(jìn)行研究，探討了具體的設(shè)計方案。

關(guān)鍵詞：plc控制 過載保護(hù) 電動機 電氣控制設(shè)計

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)需要電動機作為動力運行的基礎(chǔ)，為生產(chǎn)提供大量的動力能源，但是電動機如果存在負(fù)荷運轉(zhuǎn)或者動能不足的情況，都可能會引發(fā)電動機荷載運行不足的情況，影響其運行的狀況。低壓斷路器因為長時間的保護(hù)功能通常會在運行一定時間以后才會啟動跳閘保護(hù)裝置，如果因電動機發(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，可能會引發(fā)絕緣層損壞的事故，但是如果經(jīng)過熱繼電器的過載保護(hù)，就可以有效的避免這一問題。熱繼電器對系統(tǒng)中電動機做出的過載保護(hù)是plc電路中必須的設(shè)備，技術(shù)人員會將軟元件的常閉觸電寫入編程，那么電路設(shè)計中就會融入熱繼電器控制的功能，再結(jié)合各個部分的功能發(fā)揮出實際的保護(hù)效用。

2 plc控制下過載保護(hù)電氣控制設(shè)計中的主電路設(shè)計思路

Plc作為主導(dǎo)控制的電動機運行系統(tǒng)只能允許短時間的過載運行，如果電動機存在長時間負(fù)載運行的狀態(tài)，則電動機繞組的溫度必然會快速上升，甚至?xí)^額定的允許值，導(dǎo)致系統(tǒng)中的電動機發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞的情況，所以技術(shù)人員在系統(tǒng)中要對電動機的運行情況做出嚴(yán)格的監(jiān)控，利用熱繼電器來防止電動機的長期負(fù)荷運行，避免對電動機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)電動機運行的整體需求進(jìn)一步調(diào)整熱繼電器的整定值，可以安排在電動機額定電流的1倍左右，如果電流在進(jìn)過繞組時檢測到的數(shù)值超過了規(guī)定的數(shù)值，則系統(tǒng)中的熱繼電器保護(hù)裝置常閉觸點就會直接打開，對電動機做出保護(hù)。在主電路的設(shè)計思路中，技術(shù)人員可以直接將熱繼電器的保護(hù)設(shè)計作為主要內(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，過載保護(hù)的電氣控制設(shè)計要符合整體的系統(tǒng)保護(hù)設(shè)計思路，熱繼電器的常閉觸點是保護(hù)工作的關(guān)鍵，技術(shù)人員對主電路的設(shè)計要目標(biāo)明確，分清主次，才能更好的完成電路設(shè)計工作[1]。

3 plc控制下過載保護(hù)電氣控制設(shè)計的plc控制回路設(shè)計思路

以plc為基礎(chǔ)設(shè)計的電動機運行回路要通過熱繼電器發(fā)揮過載保護(hù)作用，所以系統(tǒng)中的電動機是被保護(hù)的裝置，而熱繼電器才是主要的保護(hù)裝置，熱繼電器的常開觸點要與plc控制輸入端連接，常閉觸點則與KM線圈連接，電路運行的信息經(jīng)過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，熱繼電器與報警燈、報警鈴等裝置并聯(lián)，熱繼電器啟動保護(hù)裝置時，電流經(jīng)過報警燈與報警鈴，就會直接觸發(fā)報警系統(tǒng)。Plc控制回路采用的常開觸點的連接方式，在系統(tǒng)電動機超過發(fā)熱的額定溫度以后，就會對控制回路的主線實行額定溫度的控制，其接動合按鈕SB1會在外接硬開關(guān)的部分啟動電動機的運行狀態(tài)，SB2在打開狀態(tài)時X2的線路會停止電動機運行，指于輸出端的報警指示燈，會直接顯示故障并報警，接觸器所連接的線路包含KM線圈的控制區(qū)域，會影響線路的得電與失電情況，在控制KM主接觸點的閉合與斷開時，報警鈴的連接就可以在線路發(fā)生故障時會直接報警。Plc控制的形式中因回路的并連設(shè)計將報警燈、報警鈴與熱繼電器形成連接，可以通過觸摸屏對整體的運行狀況發(fā)出指令，又可以在系統(tǒng)電動機出現(xiàn)問題時直接開啟熱繼電器的保護(hù)設(shè)定，諸如SB1與SB2線路中受到X1與X2開關(guān)的影響，以此構(gòu)成了plc過載保護(hù)電氣控制回路設(shè)計的接線路，可以更好的滿足電動機過載運行的保護(hù)工作，并且能夠在實際應(yīng)用中做出有效的報警工作。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plc控制回路時，仍要注重?zé)崂^電器裝置的并聯(lián)，但報警鈴與報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)計中加強對線路的安置，可以更好的維護(hù)整體運行的效果[2]。

4 plc控制下過載保護(hù)電氣控制設(shè)計的軟件程序設(shè)計思路

技術(shù)人員在三菱plc編程中完成軟件程序的設(shè)計，如圖2所示，編程的設(shè)計過程包括六個部分，與圖1中所示的控制回路設(shè)計是對應(yīng)的。電路的電動機在運行狀態(tài)中，技術(shù)人員按下SB1按鈕時，plc會觸發(fā)熱繼電器中的觸點動作，那么熱繼電器的001線圈就會直接得電，內(nèi)部的硬觸點此時是閉合的狀態(tài)，而基礎(chǔ)漆的線圈也會得電，線圈的主觸點此時也是閉合的狀態(tài)，并且電動機會正常開始運行。在技術(shù)人員按下SB2按鈕時，熱繼電器的002觸點開啟動作，會使之前的001連接的線圈直接失電，內(nèi)部的觸點處于斷開的狀態(tài)，則線圈會直接失電，主觸點會斷開導(dǎo)致電動機的運行終止。如果電動機在線路中處于過載運行的狀態(tài)，那么熱繼電器的發(fā)熱元件救護(hù)在工作中完成觸點動作，通過控制線圈失電與得電來形成保護(hù)作用，線圈自身主觸點的斷開是對電力系統(tǒng)的雙重保護(hù)作用，而且會直接觸發(fā)報警鈴令其發(fā)聲。大約經(jīng)過幾秒鐘以后，電力系統(tǒng)中連接的定時器會開始動作，常開觸點閉合的裝置，001與002線圈都會失電，則報警裝置會停止運行，在T0觸點斷開時，定時器會迅速復(fù)位，為下一次保護(hù)做好準(zhǔn)備。技術(shù)人員在設(shè)計軟件程序時，要注重對整體線路觸點閉合與斷開的聯(lián)動，系統(tǒng)的運行不能突然中止，恢復(fù)保護(hù)作用需要涵蓋報警裝置與自動復(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控制下過載保護(hù)電氣控制設(shè)計的組態(tài)監(jiān)控設(shè)計思路

技術(shù)人員對于監(jiān)控人機界面的設(shè)計可以利用觸摸屏完成，在系統(tǒng)開發(fā)中的人機界面，可以對工業(yè)生產(chǎn)所應(yīng)用的人機交互系統(tǒng)進(jìn)行過程的控制，實現(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)的驗證開發(fā)，觸摸屏中會有相關(guān)啟動裝置與開關(guān)裝置，經(jīng)過指示燈的閃爍及報警鈴的響動完成信息傳遞。人機組態(tài)界面設(shè)計包括系統(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，再通過界面設(shè)備的有效控制，對其運行狀態(tài)實現(xiàn)監(jiān)管，可以與plc對應(yīng)的連接通道形成信息交互，在觸摸屏中顯示出來，如運行指示燈的開關(guān)量讀寫入001，此時電動機的指示燈處于啟動的狀態(tài);報警指示燈的開關(guān)量讀寫入000，此時電動機的指示燈處于報警的狀態(tài)。設(shè)備與觸摸屏相連接的狀態(tài)下，技術(shù)人員在測試電動機運行狀態(tài)時，會啟動過載保護(hù)的動作，導(dǎo)致線圈失電，而主電路接觸器的主觸點是斷開的，那么失電就會保護(hù)電動機，使電動機停止運行的狀態(tài)[4]。

6 結(jié)語

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

參考文獻(xiàn)：

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[3]喬計，張永勝.基于plc控制的過載保護(hù)的接法[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015（02）：201.

[4]張改蓮.基于plc的平面磨床電氣系統(tǒng)的改造[J].機電一體化，2013，19（10）：78-80.