CN201298772Y - 一种低压电动机保护控制器 - Google Patents

Abstract

一种低压电动机保护控制器，属机电自动化及其控制技术领域。其特征是机体外部包括机壳、显示LCD、操作键盘及各类接口；其内部包括测控模块1、显示模块2、电源。测控模块1主要由微控制器A、电流接口、电压接口、开关量输入输出接口、RS485接口、RS232接口组成；显示模块2由微控制器B、LCD显示、键盘、RS232接口组成。测控模块1通过RS232接口与显示模块2连接，通过RS485接口与上位机或网关连接。测控模块1中的微控制器A分别与电流接口、电压接口、开关量输入输出接口、RS485接口、RS232接口连接。显示模块2中的微控制器B分别与LCD显示、键盘、RS232接口连接。微控制器中CPU单元发出采样、保护、通信、调试指令以保障低压电动机保护控制器功能的执行，保护电机不被损伤。

Description

一种低压电动机保护控制器

技术领域

本实用新型属机电自动化及其控制技术领域，特别是涉及到一种低压电动机保护控制器。

背景技术

低压三相异步电机在企业、厂矿生产中应用十分普遍，但因电网波动、传动、负载、环境等原因，电机往往会有低压、高压、过流、缺相、被堵转、启动时间过长、漏电等现象，如果不采取相应的措施，电机往往会被烧坏，导致本工序、下工序乃至整个生产线的停工，影响正常生产。

现有技术的保护装置主要是以机械、时间继电器保护为主，缺点主要是精度、灵活性差，安装复杂，有时甚至起不到保护作用。为了实时对电机进行保护，近几年来各企业研发人员都在纷纷寻求新的替代方案。我们认为研发设计低压电动机保护控制器首先需要一个强有力的控制器来做实时运算；为了保证保护动作的准确、正确，还需要设计一个高精度的变换、测量电路；为了能把数据直观的显示给客户，便于客户统一管理，还需要显示电路和统一控制模块。因此，本实用新型的目的就是根据上述设计理念，克服现有技术上的缺陷，设计一种低压电动机保护控制器。使其能通过对外部输入信号的实时监测，与设定保护内容及限值的比较，当超出限值范围时，会自动执行对应的保护措施，使电机不被损伤，从而达到实时对电机进行保护之目的。

实用新型内容

为了达到实现本实用新型之目的技术解决方案如下：

一种低压电动机保护控制器，其特征是：机体外部包括机壳、显示LCD、操作键盘及各类接口，其机体内部包括测控模块1、显示模块2、电源。所述的测控模块1主要由微控制器A(MCU)、电流接口、电压接口、开关量输入接口、RS485接口、RS232接口、开关量输出接口构成；所述的显示模块2由微控制器B(MCU)、LCD显示、键盘、RS232接口构成。

所述的一种低压电动机保护控制器，其特征是测控模块1通过RS232接口与显示模块2连接，通过RS485接口与上位机或网关连接。

所述的一种低压电动机保护控制器，其特征是所述的测控模块1中的微控制器A(MCUA)分别与电流接口、电压接口、开关量输入接口、开关输出接口连接、RS485接口、RS232接口连接。

所述的一种低压电动机及保护控制器，其特征是所述的显示模块2中的微控制器B(MCU)分别与LCD显示、键盘、RS232接口连接。

综合以上技术措施，所述的一种低压电动机保护控制器微控制器A(MCU)程序模块中存有的采样、保护、通信、调试指令可以保障低压电动机保护控制器功能的具体执行。

实施本使实用新型可以获得的主要有益效果体现在以下几个方面：

1、可以有效防止因三相电电压过高、过低、缺相、短路和电机启动时间过长、传递故障、电机老化等原因造成的电机损坏，大大节约了电机更换成本。

2、在预设的保护参数内，能按指定的保护程序对电机进行保护，记录保护参数，掌握电机运行情况，保证了安全运行与生产。

3、实现了远程通信与远程控制，可编程状态设定，故障自动诊断，体积小，安装、使用方便。

附图说明

图1是本实用新型所说的低压电动机保护控制器构成原理框图；

图2是本实用新型所说的测控模块构成框图示意图；

图3是本实用新型所说的显示模块构成框图示意图；

图4是本实用新型所说的测控模块主要电路示意图；

图5是本实用新型所说的显示模块主要电路示意图；

图6是是本实用新型所说的产品面板实施例示意图。

具体实施方式

参见附图给出实施例并作进一步的具体说明。机体外壳采用工程塑料压模成型，长9cm宽7.5cm高15cm，其上设有液晶显示LCD、操作功能键盘及各类接口如RS485接口、RS232接口。其机壳内部主要设有包括测控模块、显示模块、电源的电路主板，所述的测控模块中微控制器A，本实施例选用的微控制器A的芯片型号是LPC2136。该芯片属32位ARM7内核的微控制器，频率高达70MHZ，高速嵌入式Flash、256K FLAH，多个32位定时器，具有UART，SPI，SSP，ADC。LQFP64封装。该芯片的作用有其三：1、内部集成的AD转换器对模拟量进行数字变换；2、强大的运算能力对采样的数据进行运算，和设定值进行比较，如超出范围，则启动相应保护动作。3、通过通信口把数据和报警信息上报给LCD显示。所述的电流接口、电压接口、开关量输入接口、RS485接口、RS232接口、开关量输出接口分别与微控制器A LPC2136芯片各引脚连接。所述的显示模块中的微控制器B选用的是P89C668芯片，该芯片具有80C51中央处理单元；内置可ISP(在系统编程)和IAP(在应用编程)的Flash存储器，Boot ROM可通过串口访问从而升级下载用户程序；每个机器周期6个时钟周期操作标准，每个机器周期12个时钟周期操作可选，周期12个时钟周期下速度高达33MHz；8K字节RAM和64K字节FLASH；4个中断优先级，8个中断源；自带串行接口序列；5路可编程的计数器阵列PCA(PWM输出，捕捉/比较，高速输出三种工作方式)。该芯片的相关引脚分别与LCD显示、键盘、RS232接口连接。

测控模块通过RS232接口与显示模块连接，通过RS485接口与上位机或网关连接。测控模块完成三相电流信号、电压信号、开关量的采集，并根据系统设置执行相应的动作。模块中各部分功能分述如下：电流接口，完成电流-电压变换，进行电平适配、电平位移后送至MCU内部A/D转换器的输入切换模拟开关。电压接口，将输入的高电压信号进行电平适配、电平位移后送至MCU内部A/D转换器。开关量输入接口，采集外部输入的开关量输入，采用光电隔离。开关量输出接口，驱动继电器，给外部接触器提供开关量输出信号。RS485接口，实现和上位机通讯，需支持Modbus协议。采用光电隔离。RS232接口。和显示模块一起提供人机界面，采用私有协议进行通讯。

显示模块通过RS232接口和测控模块进行通讯，完成所选参数的显示。微控制器A中程序模块存有采样、保护、通信、调试指令以保障低压电动机保护控制器功能的具体执行。电路中模拟信号采集部分是指模拟信号分电压信号和电流信号，电压通过电阻分压，运放阻抗变换，变换成可被AD采样的0～3V信号；电流信号主要是通过电流互感器，变换成电压信号，电压信号再经过运放变换成可被AD采样的0～3V信号。数字信号输入部分是指外部的数字开关信号通过光藕隔离后，变换成0/3.3电压，被I/O口获得。

信号处理运算部分是指模拟信号通过集成在ARM(LPC2136)芯片中的AD转换器变换成数字序列，外部的数字开关信号被I/O获得。CPU单元运行操作系统，完成采样、保护、通信、调试任务和一个AD中断；通过对外部输入信号的实时监测，与设定保护内容及限值的比较，当超出限值范围时，CPU单元会执行对应的保护措施，保护电机不被损伤。执行部分是指I/O通过光藕隔离，然后驱动继电器对电机上的接触器进行通断从而控制电机的运行。

本实用新型电源为内置ACDC电源，工作时3路三相电压输入，3路三相电流输入，200VAC。其次，外部控制信号输入，6～8路继电器输出，接三相电机控制接触器。启动电源开关后，主机开始系统初始化，如操作系统初始化、I/O初始化、定时器初始化、串口初始化、创建任务如采样、保护、通信、调试等任务，进入正常运行状态。

Claims (4)

1、一种低压电动机保护控制器，其特征是：机体外部包括机壳、显示LCD、操作键盘及各类接口，其机体内包括测控模块(1)、显示模块(2)、电源；所述的测控模块(1)主要由微控制器A(MCU)、电流接口、电压接口、开关量输入接口、RS485接口、RS232接口、开关量输出接口组成；所述的显示模块(2)由微控制器B(MCU)、LCD显示、键盘、RS232接口组成。

2、根据权利要求1所述的一种低压电动机保护控制器，其特征是测控模块(1)通过RS232接口与显示模块(2)连接，通过RS485接口与上位机或网关连接。

3、根据权利要求1所述的一种低压电动机保护控制器，其特征是所述的测控模块(1)中的微控制器A(MCU)分别与电流接口、电压接口、开关量输入接口、开关量输出接口、RS485接口、RS232接口连接。

4、根据权利要求1所述的一种低压电动机保护控制器，其特征是所述的显示模块(2)中的微控制器B(MCU)分别与LCD显示、键盘、RS232接口连接。

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