一种基于西门子s7-200电机软起动控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于电机启动技术领域，具体涉及一种基于西门子S7-200电机软起动控制系统, 包括核心控制单元，设置于电机启动回路中的磁饱和电抗器，以及与磁饱和电抗器连接的整流模块，所述核心控制单元为PLC控制器,该PLC控制器电连接有触摸屏；该基于西门子S7-200电机软起动控制系统，能够弥补现有软启动系统以单片机作为核心启动单元的不足，具有更好地抗干扰性，减小启动过程对电源的影响，使得电机启动的控制系统具有更好的稳定性，而且相比于单片机为核心的控制系统给为的廉价，研发周期更短。
【专利说明】
一种基于西门子S7-200电机软起动控制系统
技术领域
[0001]本实用新型属于电机启动技术领域，具体涉及一种基于西门子S7-200电机软起动控制系统。
【背景技术】
[0002]异步电动机又称感应电动机，是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机。异步电动机以其优良的性能及无需维护的特点，在各行各业中得到广泛的应用。然而由于其起动时要产生较大冲击电流(一般为额定电流的4?7倍)，加之起动时电应力较大，这极大的降低了负载设备的使用寿命降低。
[0003]国家标准规定:当电机频繁起动时，所造成的压降不宜低于10%;不频繁起动时，压降不低于20%;不频繁起动，且与照明或其他对电压波动敏感的负荷合用变压器时，电机起动时的电网电压降不能超过15%。解决办法有两个:一是增大配电容量;二是采用限制电机启动电流的起动设备。如果仅仅为起动电机而增大配电容量，从经济角度上来说，显然不可取。为此，人们往往需要配备限制电机起动电流的软起动设备。
[0004]现有技术对于软启动一般采用单片机为核心的控制单元，这类单元虽在处理精度上较为优异，但是在抗干扰性上存在较难把控的技术环节，尤其是针对软起动设备而言，起动过程对电源影响较大，所以控制系统的稳定性显得尤为突出，而且在单片机系统的研发周期、研发费用及生产费用等都相对较高。
[0005]随着电子技术不断发展，实现电机软启动的的核心控制单元也越来越多，可编程逻辑控制器(PLC)控制芯片就是一种非常适合实现电机软启动控制的核心控制单元，它除了逻辑处理功能以外，还具有完善的数据运算能力，处理能力，比较分析能力，故障判断能力等，可用于各种数字控制领域。多种多样的功能大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制CNC等各种工业控制中。
[0006]如果能够设计一种基于PLC核心控制单元的电机软启动系统，可以很好的弥补基于单片机作为核心控制单元的不足。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的是克服现有技术所指出电机采用单片机作为核心的控制单元的不足。
[0008]为达上述目的，本实用新型提供了一种基于西门子S7-200电机软起动控制系统，包括核心控制单元，设置于电机启动回路中的磁饱和电抗器，以及与磁饱和电抗器连接的整流模块，所述核心控制单元为PLC控制器，该PLC控制器电连接有触摸屏，用于对所述基于西门子S7-200电机软起动控制系统进行控制、启动曲线检测、历史事件及曲线记录、保护设定、参数更改；
[0009]所述触摸屏还电连接后台通信机，用于实现远程的控制、通信、监测、调整该电机软启动控制系统；
[0010]所述PLC控制器还通过AD转换模块与变送器电连接，用于完成将电机启动主回路中的电流、电压信息以及磁饱和电抗器的温度信息，发送到PLC控制器；
[0011]所述PLC控制器还电连接有整流模块，用于控制整流模块输出的励磁电流；
[0012]所述PLC控制器还电连接有霍尔传感器以便监测磁饱和电抗器励磁电流的大小。
[0013]所述PLC控制器还电连接有中间继电器，用于对外部二次电路进行控制
[0014]本实用新型的优点如下:本实用新型提供的这种基于西门子S7-200电机软起动控制系统，能够弥补现有软启动系统以单片机作为核心启动单元的不足，具有更好地抗干扰性，减小启动过程对电源的影响，使得电机启动的控制系统具有更好的稳定性，而且相比于单片机为核心的控制系统给为的廉价，研发周期更短。
[0015]下面结合附图和实施例对本实用新型做详细说明。
【附图说明】
[0016]图1是基于西门子S7-200电机软起动控制系统原理示意图。
[0017]图2是基于西门子S7-200电机软起动控制系统应用示意图。
[0018]图中:1、电流互感器;2、电压互感器;3、旁路真空接触器;4、磁饱和电抗器;5、变送器;6、AD转换模块;7、整流模块;8、霍尔传感器;9、PLC控制器；10、PC机；11、触摸屏；12、后台通信机;13、中间继电器。
【具体实施方式】
[0019]实施例1:
[0020]为了克服现有技术所指出电机采用自励控制方式降压启动的补足，本实施例提供了一种如图1、图2所示的基于西门子S7-200电机软起动控制系统，包括核心控制单元，设置于电机启动回路中的磁饱和电抗器4，以及与磁饱和电抗器4连接的整流模块7，所述核心控制单元为PLC控制器9，该PLC控制器9电连接有触摸屏11，用于对所述基于西门子S7-200电机软起动控制系统进行控制、启动曲线检测、历史事件及曲线记录、保护设定、参数更改；
[0021]所述触摸屏11还电连接后台通信机12，所述触摸屏11与后台通信机12通过RS232或RS485接口电连接，用于实现远程的控制、通信、监测、调整该电机软启动控制系统；
[0022]所述PLC控制器9还通过AD转换模块6与变送器5电连接，AD转换模块6的型号为EM231;用于完成将电机启动主回路中的电流、电压信息以及磁饱和电抗器4的温度信息，发送到PLC控制器9，变送器5包括两路电流变送器、三路电压变送器、一路温度变送器；电流电压变送器可将主回路的实时电流电压信号送至PLC控制器9，温度变送器可将磁饱和电抗器的温度信号传送至PLC控制器9。
[0023]所述PLC控制器9还电连接有整流模块7，用于控制整流模块7输出的励磁电流;所述PLC控制器9还电连接有霍尔传感器8以便监测磁饱和电抗器4励磁电流的大小;这样可以对随时监测、调节电机启动的回路中电流，然后计算对比，以便形成有效的保护。
[0024]所述PLC控制器9还电连接有中间继电器13，中间继电器13为CAD32M7C，用于对外部二次电路进行控制。
[0025]所述PLC控制器9的型号为S7-200，该型号的PLC控制器在实时模式下，具有响应速度快，通讯功能完善的特点。
[0026]所述触摸屏11型号为TPC7062KX;所述触摸屏11与PLC控制器9的POPTl通信端口通过RS485接口电连接。采用莫迪康ModbusRTU通信协议，触摸屏11可对整个系统进行控制、启动曲线检测、历史事件及曲线记录、保护的设定、参数的更改。
[0027]实施例2:
[0028]结合图2所示，基于西门子S7-200电机软起动控制系统工作过程如下:
[0029]首先，根据电机及负载的运行参数和工作情况，设定启动参数，然后在触摸屏11上按下允许启动按钮，或者选择自动启动模式省略上一步骤。此时再合上路主开关，主电机开始启动，根据预设的启动参数和反馈回来的实际参数进行对比计算分析，PLC控制器9对整流模块7输出的励磁电流大小进行动态闭环控制。
[0030]当系统反馈回的实际电流小于预设的限制目标电流时，PLC控制器9会发出指令增加励磁电流增大磁饱和电抗器4的饱和度，从而降低磁饱和电抗器4的限流作用；反之当系统反馈回的实际电流大于预设的限制目标电流时，PLC控制器9会发出指令减小励磁电流降低磁饱和电抗器4的饱和度，从而增大磁饱和电抗器4的限流作用。最终将电动机启动电流限制在设定的启动电流范围内，直到满足启动成功条件后，旁路真空接触器3闭合，把电网电压直接加给电机实现全压运行。当启动过程结束后PLC控制器9通过I/O端口对旁路真空接触器3进行控制，从而切除磁饱和电抗器4，把电网电压直接加给电机实现全压运行。
[0031]以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于西门子S7-200电机软起动控制系统，包括核心控制单元，设置于电机启动回路中的磁饱和电抗器(4)，以及与磁饱和电抗器(4)连接的整流模块(7)，其特征在于:所述核心控制单元为PLC控制器(9)，该PLC控制器(9)电连接有触摸屏(11)，用于对所述基于西门子S7-200电机软起动控制系统进行控制、启动曲线检测、历史事件及曲线记录、保护设定、参数更改； 所述触摸屏(11)还电连接后台通信机(12)，用于实现远程的控制、通信、监测、调整该电机软启动控制系统； 所述PLC控制器(9)还通过AD转换模块(6)与变送器(5)电连接，用于完成将电机启动主回路中的电流、电压信息以及磁饱和电抗器(4)的温度信息，发送到PLC控制器(9); 所述PLC控制器(9)还电连接有整流模块(7)，用于控制整流模块(7)输出的励磁电流； 所述PLC控制器(9)还电连接有霍尔传感器(8)以便监测磁饱和电抗器(4)励磁电流的大小。2.如权利要求1所述的基于西门子S7-200电机软起动控制系统，其特征在于:所述PLC控制器(9)还电连接有中间继电器(13)，用于对外部二次电路进行控制。3.如权利要求1所述的基于西门子S7-200电机软起动控制系统，其特征在于:所述变送器(5)包括两路电流变送器、三路电压变送器、一路温度变送器。4.如权利要求1所述的基于西门子S7-200电机软起动控制系统，其特征在于:所述PLC控制器(9)的型号为S7-200。5.如权利要求1所述的基于西门子S7-200电机软起动控制系统，其特征在于:所述触摸屏(11)型号为 TPC7062KX。6.如权利要求1所述的基于西门子S7-200电机软起动控制系统，其特征在于:所述触摸屏(11)与PLC控制器(9)的POPTl通信端口通过RS485接口电连接。7.如权利要求1所述的基于西门子S7-200电机软起动控制系统，其特征在于:所述触摸屏与后台通信机(12)通过RS232或RS485接口电连接。8.如权利要求1所述的基于西门子S7-200电机软起动控制系统，其特征在于:所述AD转换模块(6)的型号为EM231。9.如权利要求2所述的基于西门子S7-200电机软起动控制系统，其特征在于:所述整流模块(7 )的型号为MJYS-QKZL。10.如权利要求2所述的基于西门子S7-200电机软起动控制系统，其特征在于:所述中间继电器(13)为CAD32M7C。
【文档编号】H02P1/26GK205545017SQ201620077437
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月27日
【发明人】王宝剑, 杨建龙, 姚嘉博, 刘涛
【申请人】陕西英强电气自动控制技术有限公司