CN113395019A - 变频电机和变频电机冷却风机远程联动控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种变频电机和变频电机冷却风机远程联动控制系统及方法，属于自动控制领域。所述远程联动控制系统包括：电机电源电路、冷却风机电源电路和控制回路；所述控制回路包括回路主线和多条回路支线；其中：所述回路主线中串接有第一继电器；所述多条回路支线包括变频器控制支线和冷却风机控制支线；所述变频器控制支线上串接有第二继电器；所述变频器控制支线和所述冷却风机控制支线上均串联有一个延时继电器。本发明方案通过延时继电器本身性能实现冷却风机和变频电机的间隔启动或关闭，控制效果更稳定。

Description

变频电机和变频电机冷却风机远程联动控制系统及方法

技术领域

本发明涉及自动控制领域，具体地涉及一种变频电机和变频电机冷却风机远程联动控制系统及一种变频电机和变频电机冷却风机远程联动控制方法。

背景技术

为了适应水泥行业非线性运行特点，在如今的新型生产线上，存在大量在使用的变频电机。变频电机采用变频感应电动机和变频器的交流调速方式，使得机械自动化程度和生产效率均得到了十足的进步。变频电机十分显著的特点便是变频电机和冷却风机并没有共用一个机芯线路，这主要是为了避免当变频电机变速到过低转速时，变频电机冷却风机也因为过低转速而导致无法有效进行变频电机散热。变频电机存在很实用性的优点，但是相较于传统电机一体式控制，变频电机和冷却风机需要独立控制，所以想要实现冷却风机在正确时间点介入运行是控制需要考虑的重点。现存的向变频电机和冷却风机独立发送控制信号进行控制的方式，无论是控制稳定性还是启动时间间隔均无法很好的保证，所以基于上述问题，需要创造一种新的变频电机和变频电机冷却风机远程联动控制系统。

发明内容

本发明实施方式的目的是提供一种变频电机和变频电机冷却风机远程联动控制系统及方法，以至少解决现存控制方法无论是控制稳定性还是启动时间间隔均无法很好的保证的问题。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种变频电机和变频电机冷却风机远程联动控制系统，应用于水泥行业中变频电机和变频电机冷却风机在远程控制模式下的低压回路电气联动控制，所述远程联动控制系统包括：电机电源电路、冷却风机电源电路和控制回路；所述控制回路包括回路主线和多条回路支线；其中：所述回路主线中串接有第一继电器；所述多条回路支线包括变频器控制支线和冷却风机控制支线；所述变频器控制支线上串接有第二继电器；所述变频器控制支线和所述冷却风机控制支线上均串联有一个延时继电器。

可选的，所述远程联动控制系统还包括：信号接收电路，用于接收来自远程控制终端的启动触发指令和关闭触发指令。

可选的，所述远程联动控制系统还包括：处理单元，用于响应于所述启动触发指令，生成冷却风机供电指令，并根据所述冷却风机供电指令控制所述第一继电器得电。

可选的，所述远程联动控制系统还包括：采集单元，用于获取所述冷却风机得电的触发信号，生成得电成功信号，并将所述得电成功信号发送到所述处理单元；所述处理单元还用于响应于所述得电成功信号，生成变频器启动指令，并根据所述变频器启动指令控制所述第二继电器得电。

可选的，所述处理单元还用于响应于所述关闭触发指令，生成变频器关闭指令，并根据所述变频器关闭指令控制所述第二继电器失电。

可选的，所述系统还包括：报警单元，用于所述第二继电器得电或失电失败时，生成报警信息。

可选的，所述延时继电器的预设延时为2-5min。

本发明第二方面提供一种变频电机和变频电机冷却风机远程联动控制方法，应用于上述的变频电机和变频电机冷却风机远程联动控制系统，所述远程联动控制方法包括：采用以下步骤执行远程启动控制：所述远程联动控制系统的处理单元响应于来自远程控制终端的启动触发指令，生成冷却风机供电指令，并根据所述冷却风机供电指令控制所述第一继电器得电；所述远程联动控制系统的采集单元采集冷却风机的得电状态，在确定所述第一继电器得电后生成得电成功信号，将所述得电成功信号发送到所述处理单元；所述远程联动控制系统的处理单元响应于所述得电成功信号，生成启动变频器指令，并根据所述变频器指令控制所述第二继电器得电；所述变频器控制支线的延时继电器延时接通，完成远程联动控制系统的远程启动。

可选的，所述远程联动控制方法还包括：采用以下步骤执行远程关闭控制：所述远程联动控制系统的处理单元响应于来自远程控制终端的关闭触发指令，生成变频器关闭指令，并根据所述变频器关闭指令控制所述第二继电器失电；所述冷却风机的延时继电器经延时断开，完成远程联动控制系统的远程关闭。

另一方面，本发明提供一种计算机可读储存介质，该计算机可读存储介质上储存有指令，其在计算机上运行时使得计算机执行上述的变频电机和变频电机冷却风机远程联动控制方法。

通过上述技术方案，通过在控制电路中增加延时继电器，延时继电器的工作性能实现冷却风机启动后的变频电机自动延时启动和变频电机关闭后的冷却风机自动延时关闭。整个过程仅需要触发启动或停止开关，后续自动运行，依靠延时继电器本身性质实现冷却风机和变频电机的间隔启动或关闭，中间传输信号少，控制效果更稳定。

本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：

图1是本发明一种实施方式提供的变频电机和变频电机冷却风机远程联动控制系统的系统结构图；

图2是本发明一种实施方式提供的远程联动控制方法的远程启动步骤流程图；

图3是本发明一种实施方式提供的远程联动控制方法的远程关闭步骤流程图。

附图标记说明

10-第一继电器；20-第二继电器；30-延时继电器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

受运行性质决定，水泥生产系统的运行负荷会动态变化，所以为了能够高效利用电机，需要电机随着系统变化而对应进行变速。这对于传统电机来说，控制是很困难的。变频电机采用变频感应电动机和变频器的交流调速方式，使得机械自动化程度和生产效率均得到了十足的进步。其均有的启动功能和变速功能适配了水泥行业的工作性质，所以在水泥行业中，变频电机的使用十分广泛。变频电机十分显著的特点便是存在冷却风机，该冷却风机在电机运行过程中，实时进行变频电机的排热工作，避免电机过热而发生故障。因为变频电机可能会频繁的调整转速，为了避免当变频电机变速到过低转速时，变频电机冷却风机也因为过低转速而导致电机产热无法及时控制，导致电机损坏。变频电机与普通电机存在的一项主要区别便是变频电机和冷却风机并没有共用一个机芯线路。这就使得变频电机和对应的冷却风机独立控制，无论变频电机的转速如何调整，冷却风机均能很好的进行电机降温。

变频电机和冷却风机的这种控制关系，虽然极大保障了电机的运行稳定性，但同样增大了控制难度。普通电机运行和冷却风机运行是同步进行的，普通电机进行控制时，只需要判断电机是否得电和失电就行了，但是在变频电机控制时，不得不根据变频电机的启停时间节点，对应进行冷却风机的单独控制。在变频电机启动之前，冷却风机必须提前介入运行，避免电机温度暂时超高。电机停止运行时，冷却风机优选再运行一段时间，进行电机持续降温。这种介入运行和停止运行的时间节点，在进行手动操作时，相关人员可以通过自身经验进行判断控制。但是水泥行业各生产线的跨度很大，若每一个电机节点均需要人工进行控制，控制成本和控制风险均为相应增大。且为了符合自动化的理念，解放双手减少故障率是必须要解决的问题，基于此就不得不进行远程的自动控制。在现有的控制线路设计中，想要实现变频电机和冷却风机的顺序自动控制是很难的。本发明方案通过在控制电路中增加延时继电器30，延时继电器30的工作性能能够实现冷却风机启动后的变频电机自动延时启动和变频电机关闭后的冷却风机自动延时关闭。

图1是本发明一种实施方式提供的变频电机和变频电机冷却风机远程联动控制系统的系统结构图。如图1所示，本发明实施方式提供一种变频电机和变频电机冷却风机远程联动控制系统，所述系统包括：电机电源电路、冷却风机电源电路和控制回路；所述控制回路包括回路主线和多条回路支线；其中：所述回路主线中串接有第一继电器10；所述多条回路支线包括变频器控制支线和冷却风机控制支线；所述变频器控制支线上串接有第二继电器20；所述变频器控制支线和所述冷却风机控制支线上均串联有一个延时继电器30。

优选的，所述远程联动控制系统还包括：信号接收电路，用于接收来自远程控制终端的启动触发指令和关闭触发指令。

在本发明实施例中，信号接收电路优选使用ZigBee通讯方式和蜂窝移动通讯模式两种通讯方式进行远程控制。其中，ZigBee通讯方式可以覆盖几十米到几十公里的信息传输，这对于水泥厂区内的远程控制极为适合。在厂区内的主控室，通过ZigBee通讯方式进行各个变频电机节点控制。而对于厂区外的远程控制，例如相关人员在离开厂区后，若临时需要进行厂区电机控制，可通过自身携带的移动控制端，例如手机，通过蜂窝移动通讯方式进行远程控制。实现了系统全方位的远程控制，提高系统智能性。

优选的，所述远程联动控制系统还包括：处理单元，用于响应于所述启动触发指令，生成冷却风机供电指令，并根据所述冷却风机供电指令控制所述第一继电器10得电。

在本发明实施例中，当控制人员通过远程控制端发起电机系统启动指令后，信号接收电路通过自身的通讯模块接收对应的启动触发指令。然后将该启动触发指令发送到处理单元。因为需要在变频电机启动之前先启动冷却风机，所以处理单元在接收到启动触发指令后，首次生成冷却风机供电指令，然后控制第一继电器10得电。第一继电器10为中间继电器，第一继电器10得电后，主控制回路中的原中间继电器常开触点闭合，此时电机冷却风扇的控制回路闭合导通，冷却风机开始运行。

优选的，所述远程联动控制系统还包括：采集单元，用于获取所述冷却风机得电的触发信号，生成得电成功信号，并将所述得电成功信号发送到所述处理单元；所述处理单元还用于响应于所述得电成功信号，生成变频器启动指令，并根据所述变频器启动指令控制所述第二继电器20得电。

在本发明实时例中，冷却风机启动后，便可进行变频电机启动，但是在启动变频电机前，需要先确定冷却风机正常启动。避免因为系统故障，导致冷却风机未正常启动的启动下，进行变频电机误启动。所以采集单元获取冷却风机得电信号。优选的，采集单元向冷却风机发送确认报文，冷却风机根据报文进行启动应答，然后将该应答信号回传给采集单元。采集单元根据应答信号判断冷却风机是否正常启动，若正常启动，则触发冷却风机得电信号，对应生成得电成功信号，然后将该信号发送到处理单元。处理单元根据该信号判定冷却风机启动成功后，开始自动启动变频器。则生成启动变频器指令，对应启动变频器控制支线上的第二继电器20，使得第二继电器20线圈得电。延时继电器30的预设延时后，常开触点闭合，此时变频器控制回路导通闭合，变频器启动电机完成。

优选的，所述处理单元还用于响应于所述关闭触发指令，生成变频器关闭指令，并根据所述变频器关闭指令控制所述第二继电器20失电。

在本发明实施例中，上述已知，进行系统关闭时，首先进行变频电机关闭，然后在冷却风机持续运行一段时间后再关闭。所以在远程发起系统关闭请求后，与启动类似，首先通过信号接收电路进行关闭指令接收。对应触发关闭触发指令，然后将该指令发送到处理单元。处理单元响应于所述关闭触发指令，生成关闭变频器指令，并根据所述关闭变频器指令控制所述第一继电器10失电。第一继电器10失电后，整个控制回路断开，此时变频电机停止运行。而冷却风机前端的延时继电器30在间隔延时时间后断开，实现了冷却风机在变频电机之后关闭的设计理念。

优选的，所述系统还包括：报警单元，用于所述第二继电器得电或失电失败时，生成报警信息。

在本发明实施例中，因为是远程控制，所以若发生控制故障问题，很难在远程进行监控。所以系统还包括报警单元，若第二继电器得电或失电失败时，即系统启动和关闭故障时，报警单元生成报警信息，然后将该报警信息发送到对应的远程控制端，控制人员通过远程便可知悉系统是否正常启停，提高系统智能性。

优选的，所述延时继电器30的预设延时为2-5min。

在本发明实施例中，延时继电器30为冷却风机和变频电机顺序启动和关闭提供了完美的时间延迟。区别于直接设置启动时序的方式，传统的根据预设时序进行启动各关闭的方式，容易出现误操作的可能，且容易受元器件故障影响，导致启停失败。直接通过延时继电器30创造启延迟，延迟时间受延时继电器30本身属性影响，涉及元器件数量少，且后续启停规则为元器件本身属性，不需要控制信号介入，减少故障率，提高了长期使用稳定性。延时继电器30的预设延时不宜过长或过短，时间过长，会造成冷却风机无效工作时间加长，增大了系统的能源浪费。时间过短，又会造成电机关闭后，冷却风机未完全降低电击温度便关闭的问题，即会影响排热性能。另一方面，若中途发生故障，两者的启停时间间隔过短会导致中间的处理时间不多，容错率不高。通过适应性训练，针对水泥行业的运行规律，在结合能源浪费和高效稳定运行关系后，优选的将延时继电器30的预设时间延时设定为3min。

本发明一种实施方式还提供一种变频电机和变频电机冷却风机远程联动控制方法，所述方法包括远程启动控制和远程关闭控制，其中，如图2所示，远程启动控制包括：

步骤S11：所述远程联动控制系统的处理单元响应于来自远程控制终端的启动触发指令，生成冷却风机供电指令，并根据所述冷却风机供电指令控制所述第一继电器10得电；

步骤S12：所述远程联动控制系统的采集单元采集冷却风机的得电状态，在确定所述第一继电器10得电后生成得电成功信号，将所述得电成功信号发送到所述处理单元；

步骤S13：所述远程联动控制系统的处理单元响应于所述得电成功信号，生成启动变频器指令，并根据所述变频器指令控制所述第二继电器20得电；

步骤S14：所述变频器控制支线的延时继电器30延时接通，完成远程联动控制系统的远程启动。

如图3，所述远程关闭控制包括：

步骤S21：所述远程联动控制系统的处理单元响应于来自远程控制终端的关闭触发指令，生成变频器关闭指令；

步骤S22：根据所述频器关闭指令控制所述第二继电器20失电；

步骤S23：所述冷却风机的延时继电器30经延时断开，完成远程联动控制系统的远程关闭。

本发明实施方式还提供一种计算机可读储存介质，该计算机可读存储介质上储存有指令，其在计算机上运行时使得计算机执行上述的变频电机和变频电机冷却风机远程联动控制方法。

本领域技术人员可以理解实现上述实施方式的方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。

Claims (10)

1.一种变频电机和变频电机冷却风机远程联动控制系统，应用于水泥行业中变频电机和变频电机冷却风机在远程控制模式下的低压回路电气联动控制，其特征在于，所述远程联动控制系统包括：

电机电源电路、冷却风机电源电路和控制回路；所述控制回路包括回路主线和多条回路支线；其中：

所述回路主线中串接有第一继电器；

所述多条回路支线包括变频器控制支线和冷却风机控制支线；

所述变频器控制支线上串接有第二继电器；

所述变频器控制支线和所述冷却风机控制支线上均串联有一个延时继电器。

2.根据权利要求1所述的远程联动控制系统，其特征在于，所述远程联动控制系统还包括：

信号接收电路，用于接收来自远程控制终端的启动触发指令和关闭触发指令。

3.根据权利要求2所述的远程联动控制系统，其特征在于，所述远程联动控制系统还包括：

处理单元，用于响应于所述启动触发指令，生成冷却风机供电指令，并根据所述冷却风机供电指令控制所述第一继电器得电。

4.根据权利要求3所述的远程联动控制系统，其特征在于，所述远程联动控制系统还包括：

采集单元，用于获取所述冷却风机得电的触发信号，生成得电成功信号，并将所述得电成功信号发送到所述处理单元；

所述处理单元还用于响应于所述得电成功信号，生成变频器启动指令，并根据所述变频器启动指令控制所述第二继电器得电。

5.根据权利要求2所述的远程联动控制系统，其特征在于，所述处理单元还用于响应于所述关闭触发指令，生成变频器关闭指令，并根据所述变频器关闭指令控制所述第二继电器失电。

6.根据权利要求1所述的远程联动控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

报警单元，用于所述第二继电器得电或失电失败时，生成报警信息。

7.根据权利要求1所述的远程联动控制系统，其特征在于，所述延时继电器的预设延时为2-5min。

8.一种变频电机和变频电机冷却风机远程联动控制方法，应用于权利要求1-7中任一项权利要求所述的变频电机和变频电机冷却风机远程联动控制系统，其特征在于，所述远程联动控制方法包括：采用以下步骤执行远程启动控制：

所述远程联动控制系统的处理单元响应于来自远程控制终端的启动触发指令，生成冷却风机供电指令，并根据所述冷却风机供电指令控制所述第一继电器得电；

所述远程联动控制系统的采集单元采集冷却风机的得电状态，在确定所述第一继电器得电后生成得电成功信号，将所述得电成功信号发送到所述处理单元；

所述远程联动控制系统的处理单元响应于所述得电成功信号，生成启动变频器指令，并根据所述变频器指令控制所述第二继电器得电；

所述变频器控制支线的延时继电器延时接通，完成远程联动控制系统的远程启动。

9.根据权利要求8所述的远程联动控制方法，其特征在于，所述远程联动控制方法还包括：采用以下步骤执行远程关闭控制：

所述远程联动控制系统的处理单元响应于来自远程控制终端的关闭触发指令，生成变频器关闭指令，并根据所述变频器关闭指令控制所述第二继电器失电；

所述冷却风机的延时继电器经延时断开，完成远程联动控制系统的远程关闭。

10.一种计算机可读储存介质，该计算机可读存储介质上储存有指令，其在计算机上运行时使得计算机执行权利要求8或9所述的变频电机和变频电机冷却风机远程联动控制方法。

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