CN104656603A - 具有闭环控制功能绕线电动机固态启动调速装置 - Google Patents

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Abstract

一种具有闭环控制功能绕线电动机固态启动调速装置，包括PLC可编程控制器，上位计算机，触摸显示屏；与PLC可编程控制器相连用于接收控制指令以调整拖动负载的调整模块；调整模块包括斩波器，整流桥电路；斩波器经电组与整流桥电路的输入端相连，整流桥电路的输出端与拖动负载相连；PLC可编程控制器包括：第一通讯接口，第二通讯接口，模拟量输入模块，中央处理单元，模拟量输出模块。本发明克服了现有应用于绕线电机所带负载风机或水泵的调速设备其控制方式采用人工手动方式，不能满足工矿的工艺要求及调速的实时性等不足，通过自动调节所控电机转速以达到闭环控制拖动对象风机或水泵流量和压力的目的，从而达到高效节能效果。

Description

具有闭环控制功能绕线电动机固态启动调速装置
技术领域
本发明涉及一种应用于绕线电机所带负载风机水泵的调速设备，具体说是一种用于对绕线电机时实现闭环控制功能固态启动调速装置。
背景技术
目前，中国发明专利说明书CN2543279中提供了一种《液态软起动调试装置》，是应用于绕线电机所带负载风机水泵的调速设备，其控制方式采用人工手动控制方式，采取循环水冷却方式，不能满足工矿的工艺要求及调速的实时性，降低了节能效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足而提供一种具有闭环控制功能绕线电动机固态启动调速装置，通过自动调节所控电机转速以达到闭环控制拖动对象风机水泵流量和压力的目的、从而达到节能效果。
本发明的技术方案是：包括PLC可编程控制器，用于连接PLC可编程控制器与中央控制室的上位计算机，用于向PLC可编程控制器输入压力和流量设定数据并显示设备运行状态、参数、电机转速、拖动负载的压力和流量实际数据的触摸显示屏；与PLC可编程控制器相连用于接收控制指令以调整拖动负载的调整模块；所述调整模块包括与PLC可编程控制器相连的斩波器，整流桥电路；所述斩波器经电组与整流桥电路的输入端相连，整流桥电路的输出端与拖动负载相连；所述PLC可编程控制器包括：一个用于连接上位计算机的第一通讯接口，一个用于连接触摸显示屏的第二通讯接口，一个用于采集拖动负载待检测模拟信号的模拟量输入模块，一个接收触摸显示屏输入的压力和流量设定数据保存至存储器内、在接收到模拟量输入模块发送的待检测模拟信号后调用存储器内的压力和流量设定数据与待检测模拟信号对比分析发出控制指令的中央处理单元，一个接收中央处理单元发出的控制指令控制斩波器开通的模拟量输出模块。
所述PLC可编程控制器的模拟输出模块与斩波器的触发控制端相连。
所述拖动负载包括风机、水泵、拖动电机，所述拖动负载待检测模拟信号为风机或水泵的压力信号、风机或水泵的流量信号、拖动电机转速信号。
所述整流桥电路的输出端与电动机的转子绕组相连。
触摸显示屏输入被控对象拖动负载风机或水泵的压力和流量的设定数据并保存至PLC可编程控制器的数据缓存区供程序调用、显示设备运行状态及参数兼有显示被控对象拖动电机转速以及它所拖动负载风机或水泵运行时实际压力和流量数据。PLC可编程控制器接收来自触摸显示屏的设定数据并保存至PLC数据缓存区供程序调用、接收来自模拟量输入模块的信号并保存在PLC内存区与系统所设的参数进行对比、给开关量输出模块发出控制指令。模拟量输出模块接收PLC可编程控制器指令控制斩波器开通情况、来调整拖动电机的转速、继而调整拖动负载风机水泵的压力或流量信号数值以达到设定值的目的。PLC可编程控制器还连接有一个实现通讯功能、实时数据交换和向PLC可编程控制器发出指令的上位计算机。
本发明应用闭环控制功能绕线电动机固态启动调速功能，本发明采用功能强大PLC可编程控制器以及可设置参数和显示数据液晶触摸显示屏，并可与上位计算机实现数据通讯，通过自动采集被控对象的相关参数，与系统所设的参数进行对比，通过自动调节所控电机转速以达到闭环控制拖动对象风机或水泵流量和压力的目的，从而达到高效节能效果。
附图说明
下面结合附图对本发明专利作进一步说明。
图1为本发明的结构示意图。
图2为调整模块的结构示意图。
图3为本发明的系统程序流程图。
具体实施方式
图1中，PLC可编程控制器1通过RS232通讯口与外接的触摸显示屏2连接，键盘采用薄膜按键，用来设置被控对象：闭环控制功能绕线电动机固态启动调速装置以及拖动负载风机水泵相关参数，显示设备运行状态及参数。PLC可编程控制器1通过RS485接口与上位计算机3相连实现数据通讯、实时数据交换和接受其发来命令。PLC可编程控制器1通过模拟量输入模块4采集对所控对象液态软起动装置以及它所拖动负载风机、水泵相关参数，将4～20mA模拟信号转换为数字信号，所设参数保存在PLC内存区（存储器）2，由中央处理单元6与设置参数进行比较运算后，通过模拟输出模块5输出控制信号到斩波器9的触发控制端，控制斩波器9实现所控对象的闭环控制，斩波器9经电组8与整流桥电路的输入端相连，整流桥电路7的输出端与拖动负载12相连。PLC可编程控制器1的缓存区数据通过外接的触摸显示屏2显示。上位计算机11经RS485通讯接口与PLC可编程控制器相连，显示器10经RS232通讯接口与PLC可编程控制器相连。
图2中调整模块包括斩波器9，整流桥电路7。斩波器9经电组8与整流桥电路的输入端相连，整流桥电路7的输出端与电动机的转子绕组13相连。PLC可编程控制器1的模拟量输出模块5发出的斩波器控制信号由斩波器9的触发控制端接收。
图3中，本发明的系统程序流程图系统软件介绍：
1、本发明待调整电动机启动后先达到一个预定的速度，等待调速指令的进入，如果需要调速，则需控制控制斩波器开通情况，达到需要的速度和参数。开环情况下，完全由人工通过现场或中控室的加速减速按钮来控制。闭环情况下是通过控制对象的运行参数与设定运行参数的对比来确定速度的加或减。控制对象是根据不同的工况而不同，水泵是流量、压力、液位等，风机是流量、压力、当前值>设定值，则需减速，当前值<设定值，则需加速。
2、操作显示屏说明
操作显示屏是由显示框区、显示内容指示区、状态指示区、参数设置区、功能按钮区组成。显示框显示转速、温度和设置参数时的参数值。显示内容指示区与显示框区配合使用。例:当转速灯亮时表示显示框内显示内容是当前转速，其它相同。状态显示区是调速器当前运行的状态显示包括:电源，合闸，备妥，调速或启动(调速灯亮表示用于调速,否则用于启动)，故障，现场或中控室控制(灯亮表示现场控制，否则是中控室控制，全速状态指示，参数设置区是设置参数用。功能按钮区中启动，停止，升速，减速是控制方式为现场时起作用。强制全速合报警消声在任何情况下都可以用。

Claims (4)

1.一种具有闭环控制功能绕线电动机固态启动调速装置，其特征在于：
包括PLC可编程控制器（1），用于连接PLC可编程控制器（1）与中央控制室的上位计算机（11），用于向PLC可编程控制器（1）输入压力和流量设定数据并显示设备运行状态、参数、电机转速、拖动负载（12）的压力和流量实际数据的触摸显示屏（10）；与PLC可编程控制器（1）相连用于接收控制指令以调整拖动负载（12）的调整模块；所述调整模块包括与PLC可编程控制器（1）相连的斩波器（9），整流桥电路（7）；所述斩波器（9）经电组（8）与整流桥电路的输入端相连，整流桥电路（7）的输出端与拖动负载（12）相连；
所述PLC可编程控制器（1）包括：
一个用于连接上位计算机（11）的第一通讯接口，
一个用于连接触摸显示屏（10）的第二通讯接口，
一个用于采集拖动负载（12）待检测模拟信号的模拟量输入模块（4），
一个接收触摸显示屏输入的压力和流量设定数据保存至存储器（2）内、在接收到模拟量输入模块（4）发送的待检测模拟信号后调用存储器（2）内的压力和流量设定数据与待检测模拟信号对比分析发出控制指令的中央处理单元（6），
一个接收中央处理单元（6）发出的控制指令控制斩波器开通的模拟量输出模块（5）。
2.根据权利要求1所述的具有闭环控制功能绕线电动机固态启动调速装置，其特征在于：所述PLC可编程控制器（1）的模拟输出模块（5）与斩波器（9）的触发控制端相连。
3.根据权利要求1所述的具有闭环控制功能绕线电动机固态启动调速装置，其特征在于：所述拖动负载（12）包括风机、水泵、拖动电机，所述拖动负载待检测模拟信号为风机或水泵的压力信号、风机或水泵的流量信号、拖动电机转速信号。
4.根据权利要求1所述的具有闭环控制功能绕线电动机固态启动调速装置，其特征在于：所述整流桥电路（7）的输出端与电动机的转子绕组（13）相连。
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