CN109510550B - 水泥窑烟气碳捕捉系统的电机控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水泥窑烟气碳捕捉系统的电机控制系统，三相电为电机供电形成供电回路，在供电回路中串接接触器KM的常开触点KM1，三相电源L相线与现场按钮盒连接，现场按钮盒经过接触器KM的线圈后连接N线，在N线和接触器KM线圈之间串接继电器K2的常闭触点K21，继电器K2的线圈由DCS系统控制通断电。本发明的优点在于：通过继电器K2的常闭触点来实现远程DCS端可以控制电机停机运行配合现场的按钮盒能够实现现场控制停机和远程控制停机；通过转换开关配合继电器K1能够实现远程的控制电机启动控制；远程DCS系统能够根据继电器K3的线圈的通断电来获取现场控制系统是允许开机信号，然后通过控制继电器K1的线圈通断电以完成电机的通断电。

Description

水泥窑烟气碳捕捉系统的电机控制系统

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，特别涉及一种水泥窑烟气碳捕捉系统的电机控制系统。

背景技术

随着现代工业的迅猛发展，人类对煤、油、天然气等含碳化合物燃料的大规模使用，导致大气中CO2的浓度逐年增加；减少二氧化碳排放，把已经排放的二氧化碳回收利用和再资源化，控制和减缓电力和水泥生产中CO2排放的工作对于解决全球变暖和温室效应问题具有重要意义；在能源结构还难以发生根本改变的情况下,CO2的分离回收利用是控制全球CO2排放总量的有效方法之一；水泥窑烟气碳捕捉技术，不仅开创了中国水泥行业回收利用CO2的先河，而且对水泥行业CO2减排具有重要意义。

水泥窑烟气碳捕捉技术中用到电机技术，如液体在管道中的流动动力等需要液体泵来实现，泵的工作就需要电机来带动。传统的电机技术采用的是简单的现场控制通断，无法适应智能化、远程监控的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电机控制系统，用于远程控制电机的使得现场、远程军能够停机。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种水泥窑烟气碳捕捉系统的电机控制系统，三相电为电机供电形成供电回路，在供电回路中串接接触器KM的常开触点KM1，三相电源L相线与现场按钮盒连接，现场按钮盒经过接触器KM的线圈后连接N线，在N线和接触器KM线圈之间串接继电器K2的常闭触点K21，继电器K2的线圈由DCS系统控制通断电。

所述现场按钮盒包括控制按钮S2、控制按钮S1，控制按钮S2和控制按钮S1串接后的两端分别连接L线和接触器KM的线圈。

在控制按钮S2和控制按钮S1之间设置转换开关S4，L线与控制按钮S1连接，控制按钮S1与转换开关S4连接，转换开关S4的两个输出端分别连接控制按钮S2的一端以及继电器K1的常开触点K11的一端，控制按钮S2的另一端与接触器KM的线圈连接，常开触点K11的另一端连接在接触器KM和控制开关S2之间；继电器K1的线圈由DCS系统控制其通断电。

在控制按钮S1和控制按钮S2中分别为停止按钮、启动按钮，在启动按钮两端并联设置接触器KM的常开触点KM2.

在接触器KM的线圈两端并联指示灯HL2。

在继电器K1的常开触点K11和转换开关S4之间引出接线端，该接线端与继电器K3线圈的一端连接，另一端连接在N线和接触器KM的线圈之间；继电器K3的常开触点K31设置DCS系统的备妥信号输入端和备妥信号输出端之间的回路上。

该系统还包括热继电器，所述热继电器KH的常闭触点KH1设置在N线和接触器KM的线圈之间，所述热继电器用于根据电机的温度来控制常闭触点的开启断开。

所述热继电器的常开触点KH2设置在DCS系统的热故障信号输出端和热故障信号输入端之间的回路上。

接触器KM的常开触点KM3串接在应答信号输入端和应答信号输出端之间的回路上，用于得到电机的工作反馈信号。

在电机的供电回路上设置电流表，所述电流表的输出端与电流变送器连接，所述电流变送器与DCS系统的输入端连接，用于电机运行过程中的电流信息发送给DCS系统。

本发明的优点在于：通过继电器K2的常闭触点来实现远程DCS端可以控制电机停机运行配合现场的按钮盒能够实现现场控制停机和远程控制停机；通过转换开关配合继电器K1能够实现远程的控制电机启动控制；远程DCS系统能够根据继电器K3的线圈的通断电来获取现场控制系统是允许开机信号，然后通过控制继电器K1的线圈通断电以完成电机的通断电；电机的通断电控制是根据串接在控制回路中的接触器来实现的；接触器的主触点设置在电机与三相电之间，用于控制其通断电；同时设置有热继电器用于检测发热，当发热异常时，串接在控制回路中的热继电器的常闭触点断开，接触器KM线圈断电，使得电机断电。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明电机控制系统原理图；

图2为本发明DCS系统端示意图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

电机控制系统包括供电回路、一次控制回路、二次控制回路，供电回路是指由电机供电的L相线为电机供电形成的供电回路，在这个回路中，如图1所示，L1线中的L1、L2、L3经过接触器KM的常开触点KM1后与电机的U、V、W连接，为其供电。一次控制回路是指现场控制回路，其由L1线引出经过熔断器FU后与现场按钮盒ALB连接，现场按钮盒ALB用于现场控制电机的供断电。

现场按钮盒ALB包括停止按钮S1、启动按钮S2，经过熔断器FU后与停止按钮S1的一端连接，S1的另一端连接转换开关S4。转换开关S4用于转换不同的回路。其两个输出端分别连接启动按钮S2的一端和继电器K1的常开触点K11，启动按钮S2的另一端与接触器KM的线圈连接，常开触点K11的另一端连接在接触器KM的线圈和S2之间。

接触器KM的线圈一端与启动按钮S2连接，另一端分别经过继电器K2的常闭触点K21与N线连接。继电器K1、K2的线圈分别由DCS系统控制其通断电。DSC侧控制继电器即为二次控制回路。DCS系统一般为企业的分布式控制系统，其核心为微处理器，DCS系统根据不同企业有差异，但是均有作为主控的微处理器，以微处理器的输出驱动继电器K1、K2的线圈通断电即可。如图2所示，可以通过DCS系统的微处理器的输出端分别连接K1的线圈、继电器K2的线圈后与N线连接，这样微处理器发出具有一定电压的控制信号后可以导通对应的回路，进而使得继电器K1或K2的线圈通电，然后对应的常开触点闭合或常闭触点打开。

转换开关S4主要是用于切换S1与K11或S2连接，其可以为单刀双掷开关，将S1通过单刀双掷开关分别与S2连接或与K11连接。或者采用旋钮开关，此时旋钮开关会有四个引脚1、2、3、4，当旋钮开关旋至1、4引脚时，S1与K11接通；当选至2、3接通时，S1与S2接通连接。

当转换开关S4将S1与S2连接后，现场通过启动按钮S2按下后使得整个一次控制回路通电，接触器KM的线圈通电，接触器KM的常开触点KM1闭合，电机供电工作；按钮S1时，断开一次控制回路，接触器KM的线圈断电，KM1断开，从而电机停止工作。当S4将S1与K11接通后，通过DSC系统控制继电器K1的线圈通电，则K11闭合，接触器KM的常开触点K11闭合。

在接触器KM的线圈两端并联指示灯HL2。当接触器KM的线圈通电后，HL2通电给出指示信号。在启动按钮两端并联接触器KM的辅助常开触点KM2，当S2按下且KM线圈通电后，KM2闭合短路S2从而保持启动的作用。

在继电器K1的常开触点K11和转换开关S4之间引出接线端，该接线端与继电器K3线圈的一端连接，K3线圈的另一端连接在N线和接触器KM的线圈之间，如图可以连接在常闭触点K21和KM线圈之间；继电器K3的常开触点K31设置DCS系统的备妥信号输入端和备妥信号输出端之间的回路上。DCS系统的微处理器的输出端为COM1，然后由COM1连接K31后与DCS系统的微处理器的输入端连接，该输入端定义为备妥信号输入端，当开关S4使得S1与K11接通后，此时K3线圈通过K21接N线通电，然后使得K31闭合，然后由COM1发出的电信号被备妥信号输入端接口，此时判断现场控制端允许被远程控制启动，然后可以通过DCS输入启动信号来控制继电器K1的线圈通电，进而控制K11闭合，使得KM的常开触点KM1闭合。指利的备妥信号输入端为普通的输入端口经定义得到。

在电机回路上设置热继电器KH，用于检测电机工作温度，当温度过高时，继电器的常闭触点就会打开，热继电器KH的常闭触点KH1串接设置在接触器KM的线圈和常闭触点K21之间。这样只要热量超过设置就会使得KM的线圈通电，进而电机断电停机。此时的状态为过热故障，需要DCS监控该状态。由此热继电器的常开触点KH2设置在DCS系统的微处理器的热故障信号输出端和热故障信号输入端之间的回路上。输出端即为COM1端，COM1与热故障信号输入端连接并将KH2连接在该回路上，热故障时，KH2闭合，COM1到热故障信号输入端接通，微处理器的热故障输入端输入信号，此时DCS系统可以检测到相关数据，并通过控制显示屏显示故障信号。

接触器KM的常开触点KM3串接在应答信号输入端和应答信号输出端之间的回路上，用于得到电机的工作反馈信号。DCS系统的微处理器的COM1输出电压信号经KM3后输入到应到信号输入端，当KM3闭合时，接收到com1输出的电压信号此时判断电机接触器闭合且电机，用于获取电机的接触器的应答信号。以上应答信号输入端、故障信号输入端、备妥输入端均为微处理器的常规输入端，然后根据不同的输入端是否由信号来判断相对应的状态信息。

在电机的供电回路上设置电流表PA，用于获取电机的工作电流，电流表的输出端与电流变送器连接，电流变送器与DCS系统的输入端连接，用于电机运行过程中的电流信息发送给DCS系统，DCS系统的微处理器控制于其连接的显示器以此显示工作电流信号。

采用新的电机控制技术，实现了自动控制与手动控制并存，在保证碳捕捉系统安全及稳定性的同时，最大限度的提高了整个系统装备智能化水平。

当DCS系统驱动继电器K2允许就地开机时，将转换开关S4转到就地模式(S4-2，S4-3接通)，现场按下S2按钮，继电器KM线圈得电，接通电机主供电回路，电机启动，继电器KM常开触点闭合，保持电机控制回路得电；现场按下S1按钮，电机控制回路失电，继电器KM断开，电机主供电回路断电，电机停止；

当转换开关S4转到遥控模式(S4-1、S4-4接通)，K3继电器线圈得电，信号传至DCS系统，准备就绪；DCS系统驱动继电器DCS-K1动作(信号保持)，继电器KM线圈得电，接通电机主供电回路，电机启动；DCS系统驱动继电器DCS-K1动作信号消失，电机控制回路失电，继电器KM断开，电机主供电回路断电，电机停止；

紧急情况下，转换开关S4无论在何种模式下，现场按钮S1均能实现手动可靠停机操作；DCS系统驱动继电器DCS-K2均能实现远方可靠停机操作，有效保证了系统的安全性；同时，电机的运行状态、故障状态、电流信息等信号实时传送至DCS系统。

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，均在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种水泥窑烟气碳捕捉系统的电机控制系统，三相电为电机供电形成供电回路，在供电回路中串接接触器KM的常开触点KM1，其特征在于：三相电源L相线与现场按钮盒连接，现场按钮盒经过接触器KM的线圈后连接N线，在N线和接触器KM线圈之间串接继电器K2的常闭触点K21，继电器K2的线圈由DCS系统控制通断电；所述现场按钮盒包括控制按钮S2、控制按钮S1，控制按钮S2和控制按钮S1串接后的两端分别连接L线和接触器KM的线圈；在控制按钮S2和控制按钮S1之间设置转换开关S4，L线与控制按钮S1连接，控制按钮S1与转换开关S4连接，转换开关S4的两个输出端分别连接控制按钮S2的一端以及继电器K1的常开触点K11的一端，控制按钮S2的另一端与接触器KM的线圈连接，常开触点K11的另一端连接在接触器KM和控制开关S2之间；继电器K1的线圈由DCS系统控制其通断电；在控制按钮S1和控制按钮S2中分别为停止按钮、启动按钮，在启动按钮两端并联设置接触器KM的常开触点KM2；在接触器KM的线圈两端并联指示灯HL2；在继电器K1的常开触点K11和转换开关S4之间引出接线端，该接线端与继电器K3线圈的一端连接，另一端连接在N线和接触器KM的线圈之间；继电器K3的常开触点设置DCS系统的备妥信号输入端和备妥信号输出端之间的回路上；该系统还包括热继电器，所述热继电器KH的常闭触点KH1设置在N线和接触器KM的线圈之间，所述热继电器用于根据电机的温度来控制常闭触点的开启断开；所述热继电器的常开触点KH2设置在DCS系统的热故障信号输出端和热故障信号输入端之间的回路上；接触器KM的常开触点KM3串接在应答信号输入端和应答信号输出端之间的回路上，用于得到电机的工作反馈信号；在电机的供电回路上设置电流表，所述电流表的输出端与电流变送器连接，所述电流变送器与DCS系统的输入端连接，用于电机运行过程中的电流信息发送给DCS系统；

当DCS系统驱动继电器K2允许就地开机时，将转换开关S4转到就地模式 ，即S4-2，S4-3接通，现场按下S2按钮，继电器KM线圈得电，接通电机主供电回路，电机启动，继电器KM常开触点闭合，保持电机控制回路得电；现场按下S1按钮，电机控制回路失电，继电器KM断开，电机主供电回路断电，电机停止；

当转换开关S4转到遥控模式，即S4-1、S4-4接通，K3继电器线圈得电，信号传至DCS系统，准备就绪；DCS系统驱动继电器DCS-K1动作以实现信号保持，继电器KM线圈得电，接通电机主供电回路，电机启动；DCS系统驱动继电器DCS-K1动作信号消失，电机控制回路失电，继电器KM断开，电机主供电回路断电，电机停止；

紧急情况下，转换开关S4无论在何种模式下，现场按钮S1均能实现手动可靠停机操作；DCS系统驱动继电器DCS-K2均能实现远方可靠停机操作，有效保证了系统的安全性；同时，电机的运行状态、故障状态、电流信息等信号实时传送至DCS系统。