一種基于西門子s7-200電機軟起動控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于電機啟動技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于西門子S7-200電機軟起動控制系統(tǒng), 包括核心控制單元，設(shè)置于電機啟動回路中的磁飽和電抗器，以及與磁飽和電抗器連接的整流模塊，所述核心控制單元為PLC控制器,該PLC控制器電連接有觸摸屏；該基于西門子S7-200電機軟起動控制系統(tǒng)，能夠彌補現(xiàn)有軟啟動系統(tǒng)以單片機作為核心啟動單元的不足，具有更好地抗干擾性，減小啟動過程對電源的影響，使得電機啟動的控制系統(tǒng)具有更好的穩(wěn)定性，而且相比于單片機為核心的控制系統(tǒng)給為的廉價，研發(fā)周期更短。
【專利說明】
一種基于西門子S7-200電機軟起動控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于電機啟動技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于西門子S7-200電機軟起動控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]異步電動機又稱感應(yīng)電動機，是由氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換為機械能量的一種交流電機。異步電動機以其優(yōu)良的性能及無需維護的特點，在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。然而由于其起動時要產(chǎn)生較大沖擊電流(一般為額定電流的4?7倍)，加之起動時電應(yīng)力較大，這極大的降低了負載設(shè)備的使用壽命降低。
[0003]國家標準規(guī)定:當電機頻繁起動時，所造成的壓降不宜低于10%;不頻繁起動時，壓降不低于20%;不頻繁起動，且與照明或其他對電壓波動敏感的負荷合用變壓器時，電機起動時的電網(wǎng)電壓降不能超過15%。解決辦法有兩個:一是增大配電容量;二是采用限制電機啟動電流的起動設(shè)備。如果僅僅為起動電機而增大配電容量，從經(jīng)濟角度上來說，顯然不可取。為此，人們往往需要配備限制電機起動電流的軟起動設(shè)備。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)對于軟啟動一般采用單片機為核心的控制單元，這類單元雖在處理精度上較為優(yōu)異，但是在抗干擾性上存在較難把控的技術(shù)環(huán)節(jié)，尤其是針對軟起動設(shè)備而言，起動過程對電源影響較大，所以控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性顯得尤為突出，而且在單片機系統(tǒng)的研發(fā)周期、研發(fā)費用及生產(chǎn)費用等都相對較高。
[0005]隨著電子技術(shù)不斷發(fā)展，實現(xiàn)電機軟啟動的的核心控制單元也越來越多，可編程邏輯控制器(PLC)控制芯片就是一種非常適合實現(xiàn)電機軟啟動控制的核心控制單元，它除了邏輯處理功能以外，還具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，處理能力，比較分析能力，故障判斷能力等，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。多種多樣的功能大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制CNC等各種工業(yè)控制中。
[0006]如果能夠設(shè)計一種基于PLC核心控制單元的電機軟啟動系統(tǒng)，可以很好的彌補基于單片機作為核心控制單元的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)所指出電機采用單片機作為核心的控制單元的不足。
[0008]為達上述目的，本實用新型提供了一種基于西門子S7-200電機軟起動控制系統(tǒng)，包括核心控制單元，設(shè)置于電機啟動回路中的磁飽和電抗器，以及與磁飽和電抗器連接的整流模塊，所述核心控制單元為PLC控制器，該PLC控制器電連接有觸摸屏，用于對所述基于西門子S7-200電機軟起動控制系統(tǒng)進行控制、啟動曲線檢測、歷史事件及曲線記錄、保護設(shè)定、參數(shù)更改；
[0009]所述觸摸屏還電連接后臺通信機，用于實現(xiàn)遠程的控制、通信、監(jiān)測、調(diào)整該電機軟啟動控制系統(tǒng)；
[0010]所述PLC控制器還通過AD轉(zhuǎn)換模塊與變送器電連接，用于完成將電機啟動主回路中的電流、電壓信息以及磁飽和電抗器的溫度信息，發(fā)送到PLC控制器；
[0011]所述PLC控制器還電連接有整流模塊，用于控制整流模塊輸出的勵磁電流；
[0012]所述PLC控制器還電連接有霍爾傳感器以便監(jiān)測磁飽和電抗器勵磁電流的大小。
[0013]所述PLC控制器還電連接有中間繼電器，用于對外部二次電路進行控制
[0014]本實用新型的優(yōu)點如下:本實用新型提供的這種基于西門子S7-200電機軟起動控制系統(tǒng)，能夠彌補現(xiàn)有軟啟動系統(tǒng)以單片機作為核心啟動單元的不足，具有更好地抗干擾性，減小啟動過程對電源的影響，使得電機啟動的控制系統(tǒng)具有更好的穩(wěn)定性，而且相比于單片機為核心的控制系統(tǒng)給為的廉價，研發(fā)周期更短。
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做詳細說明。
【附圖說明】
[0016]圖1是基于西門子S7-200電機軟起動控制系統(tǒng)原理示意圖。
[0017]圖2是基于西門子S7-200電機軟起動控制系統(tǒng)應(yīng)用示意圖。
[0018]圖中:1、電流互感器;2、電壓互感器;3、旁路真空接觸器;4、磁飽和電抗器;5、變送器;6、AD轉(zhuǎn)換模塊;7、整流模塊;8、霍爾傳感器;9、PLC控制器；10、PC機；11、觸摸屏；12、后臺通信機;13、中間繼電器。
【具體實施方式】
[0019]實施例1:
[0020]為了克服現(xiàn)有技術(shù)所指出電機采用自勵控制方式降壓啟動的補足，本實施例提供了一種如圖1、圖2所示的基于西門子S7-200電機軟起動控制系統(tǒng)，包括核心控制單元，設(shè)置于電機啟動回路中的磁飽和電抗器4，以及與磁飽和電抗器4連接的整流模塊7，所述核心控制單元為PLC控制器9，該PLC控制器9電連接有觸摸屏11，用于對所述基于西門子S7-200電機軟起動控制系統(tǒng)進行控制、啟動曲線檢測、歷史事件及曲線記錄、保護設(shè)定、參數(shù)更改；
[0021]所述觸摸屏11還電連接后臺通信機12，所述觸摸屏11與后臺通信機12通過RS232或RS485接口電連接，用于實現(xiàn)遠程的控制、通信、監(jiān)測、調(diào)整該電機軟啟動控制系統(tǒng)；
[0022]所述PLC控制器9還通過AD轉(zhuǎn)換模塊6與變送器5電連接，AD轉(zhuǎn)換模塊6的型號為EM231;用于完成將電機啟動主回路中的電流、電壓信息以及磁飽和電抗器4的溫度信息，發(fā)送到PLC控制器9，變送器5包括兩路電流變送器、三路電壓變送器、一路溫度變送器；電流電壓變送器可將主回路的實時電流電壓信號送至PLC控制器9，溫度變送器可將磁飽和電抗器的溫度信號傳送至PLC控制器9。
[0023]所述PLC控制器9還電連接有整流模塊7，用于控制整流模塊7輸出的勵磁電流;所述PLC控制器9還電連接有霍爾傳感器8以便監(jiān)測磁飽和電抗器4勵磁電流的大小;這樣可以對隨時監(jiān)測、調(diào)節(jié)電機啟動的回路中電流，然后計算對比，以便形成有效的保護。
[0024]所述PLC控制器9還電連接有中間繼電器13，中間繼電器13為CAD32M7C，用于對外部二次電路進行控制。
[0025]所述PLC控制器9的型號為S7-200，該型號的PLC控制器在實時模式下，具有響應(yīng)速度快，通訊功能完善的特點。
[0026]所述觸摸屏11型號為TPC7062KX;所述觸摸屏11與PLC控制器9的POPTl通信端口通過RS485接口電連接。采用莫迪康ModbusRTU通信協(xié)議，觸摸屏11可對整個系統(tǒng)進行控制、啟動曲線檢測、歷史事件及曲線記錄、保護的設(shè)定、參數(shù)的更改。
[0027]實施例2:
[0028]結(jié)合圖2所示，基于西門子S7-200電機軟起動控制系統(tǒng)工作過程如下:
[0029]首先，根據(jù)電機及負載的運行參數(shù)和工作情況，設(shè)定啟動參數(shù)，然后在觸摸屏11上按下允許啟動按鈕，或者選擇自動啟動模式省略上一步驟。此時再合上路主開關(guān)，主電機開始啟動，根據(jù)預(yù)設(shè)的啟動參數(shù)和反饋回來的實際參數(shù)進行對比計算分析，PLC控制器9對整流模塊7輸出的勵磁電流大小進行動態(tài)閉環(huán)控制。
[0030]當系統(tǒng)反饋回的實際電流小于預(yù)設(shè)的限制目標電流時，PLC控制器9會發(fā)出指令增加勵磁電流增大磁飽和電抗器4的飽和度，從而降低磁飽和電抗器4的限流作用；反之當系統(tǒng)反饋回的實際電流大于預(yù)設(shè)的限制目標電流時，PLC控制器9會發(fā)出指令減小勵磁電流降低磁飽和電抗器4的飽和度，從而增大磁飽和電抗器4的限流作用。最終將電動機啟動電流限制在設(shè)定的啟動電流范圍內(nèi)，直到滿足啟動成功條件后，旁路真空接觸器3閉合，把電網(wǎng)電壓直接加給電機實現(xiàn)全壓運行。當啟動過程結(jié)束后PLC控制器9通過I/O端口對旁路真空接觸器3進行控制，從而切除磁飽和電抗器4，把電網(wǎng)電壓直接加給電機實現(xiàn)全壓運行。
[0031]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當視為屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于西門子S7-200電機軟起動控制系統(tǒng)，包括核心控制單元，設(shè)置于電機啟動回路中的磁飽和電抗器(4)，以及與磁飽和電抗器(4)連接的整流模塊(7)，其特征在于:所述核心控制單元為PLC控制器(9)，該PLC控制器(9)電連接有觸摸屏(11)，用于對所述基于西門子S7-200電機軟起動控制系統(tǒng)進行控制、啟動曲線檢測、歷史事件及曲線記錄、保護設(shè)定、參數(shù)更改； 所述觸摸屏(11)還電連接后臺通信機(12)，用于實現(xiàn)遠程的控制、通信、監(jiān)測、調(diào)整該電機軟啟動控制系統(tǒng)； 所述PLC控制器(9)還通過AD轉(zhuǎn)換模塊(6)與變送器(5)電連接，用于完成將電機啟動主回路中的電流、電壓信息以及磁飽和電抗器(4)的溫度信息，發(fā)送到PLC控制器(9); 所述PLC控制器(9)還電連接有整流模塊(7)，用于控制整流模塊(7)輸出的勵磁電流； 所述PLC控制器(9)還電連接有霍爾傳感器(8)以便監(jiān)測磁飽和電抗器(4)勵磁電流的大小。2.如權(quán)利要求1所述的基于西門子S7-200電機軟起動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述PLC控制器(9)還電連接有中間繼電器(13)，用于對外部二次電路進行控制。3.如權(quán)利要求1所述的基于西門子S7-200電機軟起動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述變送器(5)包括兩路電流變送器、三路電壓變送器、一路溫度變送器。4.如權(quán)利要求1所述的基于西門子S7-200電機軟起動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述PLC控制器(9)的型號為S7-200。5.如權(quán)利要求1所述的基于西門子S7-200電機軟起動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述觸摸屏(11)型號為 TPC7062KX。6.如權(quán)利要求1所述的基于西門子S7-200電機軟起動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述觸摸屏(11)與PLC控制器(9)的POPTl通信端口通過RS485接口電連接。7.如權(quán)利要求1所述的基于西門子S7-200電機軟起動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述觸摸屏與后臺通信機(12)通過RS232或RS485接口電連接。8.如權(quán)利要求1所述的基于西門子S7-200電機軟起動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述AD轉(zhuǎn)換模塊(6)的型號為EM231。9.如權(quán)利要求2所述的基于西門子S7-200電機軟起動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述整流模塊(7 )的型號為MJYS-QKZL。10.如權(quán)利要求2所述的基于西門子S7-200電機軟起動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述中間繼電器(13)為CAD32M7C。
【文檔編號】H02P1/26GK205545017SQ201620077437
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月27日
【發(fā)明人】王寶劍, 楊建龍, 姚嘉博, 劉濤
【申請人】陜西英強電氣自動控制技術(shù)有限公司