铸管生产线电机过载和缺相保护电路的保护方法
【专利摘要】本发明公开了铸管生产线电机过载和缺相保护电路的保护方法，所述保护电路设有PLC控制系统，电机的主电路由交流接触器的主触头控制，交流接触器的线圈由继电器的触头控制，继电器的线圈由PLC控制系统控制；在所述电机的主电路的两相电路上，各设置一个交流电流变送器，交流电流变送器与PLC控制系统连接。本发明还公开了该电路的保护方法。采用上述技术方案，实现电机过载和缺相的保护功能；防止人为将保护整定值调大带来的保护失效问题，有效地保护了电机安全运行，减少了设备故障，大大降低了维修费用；在故障发生后，在设定时间内自动复位，减少了人为复位的工作量，恢复操作状态，减少了原保护需要人为复位的工作量。
【专利说明】铸管生产线电机过载和缺相保护电路的保护方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机械设备自动控制系统的【技术领域】，涉及铸管生产线的保护控制系统。更具体地，本发明涉及一种铸管生产线电机过载和缺相保护电路的保护方法。
【背景技术】
[0002]在球磨铸铁管生产线上，有多个切环、倒角、内磨工位。由于工作性质的原因，这些工位对机械设备的调整要求比较高。当机械设备调整不合适，或因改型、震动等原因需要再次调整时，电机的负载变化很大，造成电机过载。由于机械调整麻烦，往往岗位操作人员就会把电机保护的整定值调大，使得电机保护控制失效而烧坏电机。
[0003]在现有技术中，电机的保护使用的是普通的热继电器。普通的热继电器使用的热元件是双金属片结构，电流使之热变形，驱动控制机构动作来实现。这样，长期频繁动作的控制回路，又是过载的环境中，双金属片的反应缓慢，对电机几乎失去保护作用。也有使用进口的电机保护器(如E0CR-SS-30N 440)，但由于过载跳闸频繁，操作人员又不愿调整机械机构，而是将保护器整定值调大或过载时间延长来解决，这样也大大降低了保护器对电机的有效保护作用。电气的保护功能在以上几个工位失去了作用，电机损坏量增大，生产成本居高不下。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种铸管生产线电机过载和缺相保护电路的保护方法，其目的是实现电机过载和缺相的保护。
[0005]为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为:
[0006]本发明的铸管生产线电机过载和缺相保护电路，设有PLC控制系统，所述的电机为三相电机，所述的电机的主电路由交流接触器的主触头控制，所述的交流接触器的线圈由继电器的触头控制，所述的继电器的线圈由所述的PLC控制系统控制，在所述电机的主电路的两相电路上，各设置一个交流电流变送器，所述的交流电流变送器与所述的PLC控制系统连接。
[0007]所述的保护电路设有人机交互设备。
[0008]所述的保护电路设有AC/DC转换器，所述的继电器设置在AC/DC转换器的直流电路上O
[0009]为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的铸管生产线电机过载和缺相保护电路采用的保护方法，其技术方案是所述的保护方法为:
[0010]A、通过启动、停止按钮的操作，运行元件控制磨头电机的启动和停止；在运行过程中出现过载或缺相时，保护动作元件将延时动作，断开运行电路；
[0011]B、磨头启动时，经延时后进入保护状态，躲过启动过程的大电流；
[0012]C、运行过程中，通过AC/DC转换器，将A相、C相与电机额定值比较；如出现过载需要保护时，经过延时，驱动保护元件动作，断开运行电路；
[0013]D、设置无电流跳闸:当延时启动后、出现被检测的回路没有电流时，即认为缺相故障，经过延时，保护元件动作，断开运行电路；
[0014]E、设置跳闸复位时间；经过跳闸复位的时间后，保护元件动作释放复位，为重新启动做好准备。
[0015]在所述的B中，延时的时间为5秒。
[0016]在所述的C中，延时的时间为5秒。
[0017]在所述的D中，延时的时间为I秒。
[0018]在所述的E中，跳闸复位时间为5?6分钟。
[0019]本发明采用上述技术方案，利用PLC控制系统的模拟量模块与交流电流变送器实现电机过载和缺相的保护功能；当缺相或过载发生时，PLC程序将通过继电器控制切断电机电源，实现对电机的保护，并能防止人为将保护整定值调大带来的保护失效问题，有效地保护了电机安全运行，减少了设备故障，大大降低了维修费用；在故障发生后，在设定时间内自动复位，减少了人为复位的工作量，恢复操作状态，减少了原保护需要人为复位的工作量。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]下面是附图所示内容的简要说明:
[0021]图1为本发明的基本控制电路示意图；
[0022]图2为电机启动部分的程序块梯形图；
[0023]图3为电机过载部分的程序块梯形图；
[0024]图4为电机缺相和复位部分的程序块梯形图。
【具体实施方式】
[0025]下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0026]如图1所表达的本发明的结构，为一种有效地应用在铸管生产线上的电机过载和缺相保护电路，主电机为22kW的磨头电机，为三相电机，通过ZK开关接入三相电源。
[0027]所述的电机过载和缺相保护电路设有PLC控制系统，所述的电机的主电路由交流接触器KM的主触头控制，所述的交流接触器的线圈由继电器Jl的触头控制，所述的继电器的线圈由所述的PLC控制系统控制。
[0028]为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现电机过载和缺相的保护的发明目的，本发明采取的技术方案为:
[0029]如图1所示，本发明的铸管生产线电机过载和缺相保护电路，在所述电机的主电路的两相电路上，各设置一个交流电流变送器(BSQ1和BSQ2)，所述的交流电流变送器与所述的PLC控制系统连接。
[0030]具体的方法是:把原有的电子保护器控制拆除，把交流电流互感器按图1所示的电路将线路连接。利用PLC控制系统中的模拟量通道，并增加交流电流变送器(其规格型号为FZ20-1，AC0-100A)，将0-100A的交流电流转换为4_20mA的电流信号，根据电机功率的大小，通过程序进行处理，予以保护。
[0031]本发明的上述技术方案，利用PLC控制系统的模拟量模块与交流电流变送器，实现电机过载和缺相的保护功能。当缺相或过载发生时，PLC程序将通过继电器控制切断电机电源，实现对电机的保护，并能防止人为将保护整定值调大带来的保护失效问题，有效地保护了电机安全运行，减少了设备故障，大大降低了维修费用。
[0032]QA是外接的启动按钮，TA为外接的停止按钮。
[0033]所述的PLC通过ZK2接入单相电源。
[0034]所述的保护电路设有人机交互设备。
[0035]本发明利用设备的PLC控制系统，准确保护电机过载和缺相，并可将跳闸信息显示到人机界面上，非专业人员无法随意调整，从而有效地保护了电机过载损坏。
[0036]所述的保护电路设有AC/DC转换器，所述的继电器设置在AC/DC转换器的直流电路上。AC/DC转换器通过ZKl接入单相电源。
[0037]为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的铸管生产线电机过载和缺相保护电路采用的保护方法，其功能由图2?图4中的程序实现控制，完成保护过程。
[0038]其技术方案是所述的保护方法为:
[0039]如图2所示，其行号I (功能描述)、行号2:
[0040]通过启动、停止按钮的操作，运行元件控制磨头电机的启动和停止；在运行过程中出现过载或缺相时，保护动作元件将延时动作，断开运行电路。
[0041]其中，100001为磨头启动按钮，100002为磨头停止按钮，M00001为保护动作按钮，Q00001为运行的执行元件，并能实现自锁。
[0042]行号3 (功能描述)、行号4:
[0043]磨头启动时，经延时后进入保护状态，躲过启动过程的大电流。延时的时间为5秒。
[0044]Q00001运行，通过计时器(TMR TENTHS R00001)计时，5秒后，M00002延时投入启动，至图3中的行号8和行号9。(延时时间即图中的R00001设定值50—PV)
[0045]在这5秒时间内，Q00001运行，不会受到M00002、M00001的影响，即躲过启动过程的大电流。
[0046]如图3所示，运行过程中，通过AC/DC转换器，将A相、C相与电机额定值比较；如出现过载需要保护时，经过延时，驱动保护元件M00001动作，断开运行电路(行号2);延时的时间为5秒。
[0047]其行号5至行号7为功能描述。
[0048]其行号8、行号9中的M00002启动延时，使比较器件(LT INT)分别将A相的A1000UB相的A10002的电流信号(经过变流后的)与电机设定值进行比较；
[0049]如果达到额定值，经过计时器(分别为TMR TENTHS R00004和TMR TENTHS R00007)计时，5秒后，M00001保护动作，使行号2中的M00001动作，切断Q00001，使磨头停止。(延时时间即图中的R00004和R00007设定值50 — PV)
[0050]如果不达到额定值，则M00001不动作，磨头正常工作。
[0051]图中的设定值11744的确定，其表达式为:
[0052]11744 = 44X160X1.1+4000
[0053]其中，44为电机的额定电流；160是每安培电流对应值；1.1表示放大10% ；4000为比较器件的基础数值。
[0054]如图4所示:
[0055]行号10为功能描述。
[0056]设置无电流跳闸:当延时启动后、出现被检测的回路没有电流时，即认为缺相故障，经过延时，保护元件动作，断开运行电路；延时的时间为5秒。
[0057]行号11、行号12:
[0058]M00002启动延时，两个比较器件(GT INT)分别将A相的A1000UB相的A10002的电流信号(经过变流后的)与电机设定值进行比较；延时的时间为I秒。
[0059]一旦小于 4400，通过计时器(TMR TENTHS R00010 和 TMR TENTHS R00013)计时，M00001保护动作，使行号2中的M00001动作，切断Q00001，使磨头停止。(延时时间即图中的 R00010 和 R00013 设定值 1— PV)
[0060]行号13(功能描述):
[0061]设置跳闸复位时间；经过跳闸复位的时间后，保护元件动作释放复位，为重新启动做好准备。跳闸复位时间为5?6分钟。(本例中为5分钟)
[0062]行号14:
[0063]M00001保护动作后，经过通过计时器(TMR TENTHS R00016)计时5分钟(300秒)，M00001保护动作复位，使行号I中的Q00001恢复，通过启动按钮，重新恢复工作。(延时时间即图中的R00016设定值3000— PV)
[0064]当出现过载动作时，只需等待5?6分钟(程序内部设定)，会自动复位。这就提醒了岗位需要对机械设备进行调整，否则还会保护动作。
[0065]当故障发生时，在设定时间内(一般设定为5?6分钟)自动复位，恢复操作状态，减少了原保护需要人为复位的工作量。
[0066]上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.铸管生产线电机过载和缺相保护电路的保护方法，所述的保护电路设有PLC控制系统，所述的电机为三相电机，所述的电机的主电路由交流接触器的主触头控制，所述的交流接触器的线圈由继电器的触头控制，所述的继电器的线圈由所述的PLC控制系统控制； 在所述电机的主电路的两相电路上，各设置一个交流电流变送器，所述的交流电流变送器与所述的PLC控制系统连接； 其特征在于:所述的保护方法为: A、通过启动、停止按钮的操作，运行元件控制磨头电机的启动和停止；在运行过程中出现过载或缺相时，保护动作元件将延时动作，断开运行电路； B、磨头启动时，经延时后进入保护状态，躲过启动过程的大电流； C、运行过程中，通过AC/DC转换器，将A相、C相与电机额定值比较；如出现过载需要保护时，经过延时，驱动保护元件动作，断开运行电路； D、设置无电流跳闸:当延时启动后、出现被检测的回路没有电流时，即认为缺相故障，经过延时，保护元件动作，断开运行电路； E、设置跳闸复位时间；经过跳闸复位的时间后，保护元件动作释放复位，为重新启动做好准备。
2.按照权利要求1所述的铸管生产线电机过载和缺相保护电路，其特征在于:所述的保护电路设有人机交互设备。
3.按照权利要求1所述的铸管生产线电机过载和缺相保护电路，其特征在于:所述的保护电路设有AC/DC转换器，所述的继电器设置在AC/DC转换器的直流电路上。
4.按照权利要求1所述的保护方法，其特征在于:在所述的B中，延时的时间为5秒。
5.按照权利要求1所述的保护方法，其特征在于:在所述的C中，延时的时间为5秒。
6.按照权利要求1所述的保护方法，其特征在于:在所述的D中，延时的时间为I秒。
7.按照权利要求1所述的保护方法，其特征在于:在所述的E中，跳闸复位时间为5?6分钟。
【文档编号】H02H7/085GK104485640SQ201410802503
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月19日 优先权日:2014年12月19日
【发明者】李宪峰, 岳江峰 申请人:芜湖新兴铸管有限责任公司