CN112600484A - 一种工频驱动在线无扰切换为变频驱动智能系统装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工频驱动在线无扰切换为变频驱动智能系统装置，可有效解决现有技术异步切换会造成变频调速器的逆变单元故障或保护停机的问题，其解决的技术方案是，包括切换控制装置、工频驱动柜、变频驱动柜和原工艺控制DCS站，切换控制装置通过电气接口①与工频驱动柜相连，切换控制装置通过电气接口②与变频驱动柜相连，切换控制装置通过电气接口③与原工艺控制DCS站相连，本发明使工频驱动运行的设备，能无扰的进行切换到变频驱动运行，实现切换的自动进行，安全可靠，大大提高了切换效率，节约了人力成本，是工频切换为变频装置上的创新。
Description
技术领域
本发明涉及PLC控制技术，特别是一种工频驱动在线无扰切换为变频驱动智能系统装置。
背景技术
在实际工业控制生产中，在驱动设备的变频调速器故障时会采用自动或手的方式把设备切换为工频驱动运行。当变频调速器故障排除后，由于变频驱动输出电源与工频驱动电源存在相位及幅值差，需要手动把工频运行的设备停下来，然后再变频调速运行。目前从工频切换到变频这个过程会使设备中断运行，对不同的生产工艺有着不同的影响成度。由于工频驱动的工频电源的相位和幅值或设备在断电后转速及电压，与变频调速器逆变器调制的电源相位和幅值不同步，所以在工频驱动切换为变频驱动时，异步切换会造成变频调速器的逆变单元故障或保护停机，并且在切换操作过程中需要大量操作人员配合操作，操作比较复杂，而且存在有较大的风险。因此，工频切换为变频装置上的改进是目前亟需解决的问题。
发明内容
针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种工频驱动在线无扰切换为变频驱动智能系统装置，可有效解决现有技术异步切换会造成变频调速器的逆变单元故障或保护停机的问题。
本发明解决的技术方案是，包括切换控制装置、工频驱动柜、变频驱动柜和原工艺控制DCS站，切换控制装置通过电气接口①与工频驱动柜相连，切换控制装置通过电气接口②与变频驱动柜相连，切换控制装置通过电气接口③与原工艺控制DCS站相连，工频驱动柜连接工频电源，变频驱动柜连接变频电源，工频驱动柜经工频开关KM1与电压互感器TV2相连接，电压互感器TV2连接生产设备构成第一回路，变频驱动柜内装的变频器经电感线圈L与电压互感器TV1相连接，电压互感器TV1与变频器出口开关KM2相连接，变频器出口开关KM2经电压互感器TV2连接生产设备构成第二回路。
本发明使工频驱动运行的设备，能无扰的进行切换到变频驱动运行，实现切换的自动进行，安全可靠，大大提高了切换效率，节约了人力成本，是工频切换为变频装置上的创新。
附图说明
图1为本发明的电路图。
图2为本发明的电气接口分布图。
图3为本发明的切换控制装置和工频驱动柜的电气接口控制接线图。
图4为本发明的切换控制装置和变频驱动柜的电气接口控制接线图。
图5为本发明的切换控制装置和原工艺控制DCS站的电气接口控制接线图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
由图1-5给出，本发明包括切换控制装置、工频驱动柜、变频驱动柜和原工艺控制DCS站，切换控制装置通过电气接口①与工频驱动柜相连，切换控制装置通过电气接口②与变频驱动柜相连，切换控制装置通过电气接口③与原工艺控制DCS站相连，工频驱动柜连接工频电源，变频驱动柜连接变频电源，工频驱动柜经工频开关KM1与电压互感器TV2相连接，电压互感器TV2连接生产设备构成第一回路，变频驱动柜内装的变频器经电感线圈L与电压互感器TV1相连接，电压互感器TV1与变频器出口开关KM2相连接，变频器出口开关KM2经电压互感器TV2连接生产设备构成第二回路。
为了保证使用效果，所述的切换控制装置内装有 PLC可编程逻辑控制器。
所述的变频器型号为西门子6SL32101KE226UF1G120。
所述的电气接口①为切换控制装置的XTDI1-DI1控制端子1与工频驱动柜的DO1负极相连接，XTDI1-DI1控制端子2与DO1正极相连接，XTDI1-DI1控制端子3与DO2负极相连接，XTDI1-DI1控制端子4与DO2正极相连接，切换控制装置的XTDQ1-DQ1控制端子1与工频驱动柜的DI1负极相连接，XTDQ1-DQ1控制端子2与DI1正极相连接，XTDQ1-DQ1控制端子3与DI2负极相连接，XTDQ1-DQ1控制端子4与DI2正极相连接。
所述的电气接口②为切换控制装置的XTDI2-DI1控制端子1与变频驱动柜的DO1负极相连接，XTDI2-DI1控制端子2与DO1正极相连接，XTDI2-DI1控制端子3与DO2负极相连接，XTDI2-DI1控制端子4与DO2正极相连接，XTAT-AI1控制端子1与AO1负极相连接，XTAT-AI1控制端子2与AO1正极相连接，XTAT-AI1控制端子3与AO2负极相连接，XTAT-AI1控制端子4与AO2正极相连接，XTAQ-AQ1控制端子1与AI1负极相连接，XTAQ-AQ1控制端子2与AI1正极相连接，XTCI-COM1控制端子1与数据通信采集接口负极相连接，XTCI-COM1控制端子2与数据通信采集接口正极相连接。
所述的电气接口③为切换控制装置的XTCI-COM2通信接口R+与原工艺控制DCS站的通信接口R+相连接，XTCI-COM2通信接口R-与原工艺控制DCS站的通信接口R-相连接，XTCI-COM2通信接口D+与原工艺控制DCS站的通信接口D+相连接，XTCI-COM2通信接口D-与原工艺控制DCS站的通信接口D-相连接。
本发明的使用情况是，本发明装置切换满足的工作状态：
(1) 原工艺控制DCS站中设备运行工况正常；
(2) 原调速装置运行正常，无故障；
(3) 系统切换控制装置中，KM1都在闭合位置，KM2在断开位置；
(4) 工频驱动柜QF02在闭合位置，并且检测有源；
(5) 切换控制装置无故障，切系统在运行状态；
本发明装置的具体切换工作逻辑如下：
(1) 切换控制柜实时与原工艺控制DCS站进行通信数据交互，以确定设备运行的各种工况参数；
(2) 切换控制装置投入运行，允许工作；
(3) 进行比较TV1、TV2检测的相位及幅值，并调整变频驱动柜的控制改变TV1检测的相位与幅值；
(4) 当TV1、TV2检测的相位及幅值在允许范围内时，PLC发出同步指令；
(5) 变频驱动柜收到同步指令后，锁定控制数据，保持当前状态；
(6) 切换控制装置在同步指令到达后，控制KM2闭合；
(7) 在KM2闭合成功后，切换控制装置控制工频驱动柜断开QF02；
(8) QF02断开成功后，控制KM1断开；
(9) 以上所有状态切换控制系统都会通过电气接口4实时发送到原工艺控制DCS站，方便操作人员查看与保存。
(10)如果在第6步KM2闭不成功，系统会再次从第3步开始重合，重合3次不成功，则发本次操作不成功，需要手动操作确认。
本发明采用可编程控制器，实时地采集调速器装置的运行状态，通过TV1检测变频驱动柜输出的相位及幅值，通过TV2检测工频驱动柜输出的相位及幅值，通过KM1，KM2进行切换控制，通过高性能可编程控制器高速处理，可保证工频驱动与变频驱动在同步状态下并联运行，驱动设备运行，从而保证设备运行的连续无间断，做到切换过程无冲击，对生产和设备无扰动切换，高度自动化，全程无需人工介入，并且系统有故障诊断功能，各种故障信息直观明了，操作简便，如果系统在线切换失败，会发出声光提示操作人员，并且系统的各种运行状态可以外送至如中心监控室等中心控制室，是工频切换为变频装置上的创新，具有良好的经济和社会效益。
Claims (6)
1.一种工频驱动在线无扰切换为变频驱动智能系统装置，其特征在于，包括切换控制装置、工频驱动柜、变频驱动柜和原工艺控制DCS站，切换控制装置通过电气接口①与工频驱动柜相连，切换控制装置通过电气接口②与变频驱动柜相连，切换控制装置通过电气接口③与原工艺控制DCS站相连，工频驱动柜连接工频电源，变频驱动柜连接变频电源，工频驱动柜经工频开关KM1与电压互感器TV2相连接，电压互感器TV2连接生产设备构成第一回路，变频驱动柜内装的变频器经电感线圈L与电压互感器TV1相连接，电压互感器TV1与变频器出口开关KM2相连接，变频器出口开关KM2经电压互感器TV2连接生产设备构成第二回路。
2.根据权利要求1所述的工频驱动在线无扰切换为变频驱动智能系统装置，其特征在于，所述的切换控制装置内装有 PLC可编程逻辑控制器。
3.根据权利要求1所述的工频驱动在线无扰切换为变频驱动智能系统装置，其特征在于，所述的变频器型号为西门子6SL32101KE226UF1G120。
4.根据权利要求1所述的工频驱动在线无扰切换为变频驱动智能系统装置，其特征在于，所述的电气接口①为切换控制装置的XTDI1-DI1控制端子1与工频驱动柜的DO1负极相连接，XTDI1-DI1控制端子2与DO1正极相连接，XTDI1-DI1控制端子3与DO2负极相连接，XTDI1-DI1控制端子4与DO2正极相连接，切换控制装置的XTDQ1-DQ1控制端子1与工频驱动柜的DI1负极相连接，XTDQ1-DQ1控制端子2与DI1正极相连接，XTDQ1-DQ1控制端子3与DI2负极相连接，XTDQ1-DQ1控制端子4与DI2正极相连接。
5.根据权利要求1所述的工频驱动在线无扰切换为变频驱动智能系统装置，其特征在于，所述的电气接口②为切换控制装置的XTDI2-DI1控制端子1与变频驱动柜的DO1负极相连接，XTDI2-DI1控制端子2与DO1正极相连接，XTDI2-DI1控制端子3与DO2负极相连接，XTDI2-DI1控制端子4与DO2正极相连接，XTAT-AI1控制端子1与AO1负极相连接，XTAT-AI1控制端子2与AO1正极相连接，XTAT-AI1控制端子3与AO2负极相连接，XTAT-AI1控制端子4与AO2正极相连接，XTAQ-AQ1控制端子1与AI1负极相连接，XTAQ-AQ1控制端子2与AI1正极相连接，XTCI-COM1控制端子1与数据通信采集接口负极相连接，XTCI-COM1控制端子2与数据通信采集接口正极相连接。
6.根据权利要求1所述的工频驱动在线无扰切换为变频驱动智能系统装置，其特征在于，所述的电气接口③为切换控制装置的XTCI-COM2通信接口R+与原工艺控制DCS站的通信接口R+相连接，XTCI-COM2通信接口R-与原工艺控制DCS站的通信接口R-相连接，XTCI-COM2通信接口D+与原工艺控制DCS站的通信接口D+相连接，XTCI-COM2通信接口D-与原工艺控制DCS站的通信接口D-相连接。
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