CN208752445U - 一种基于plc的电动机转动实时监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于PLC的电动机转动实时监测装置，主要涉及电动机监测领域，所述的基于PLC的电动机转动实时监测装置包括接近传感器、星形感应轴头、电动机、现场总线、指示灯、上位机，所述的PLC包括电源模块、CPU模块、数字量输入模块、数字量输出模块，所述接近传感器的输出端连接着数字量输入模块的输入端；所述星形感应轴头连接在电动机的轴上；所述电源模块通过背板总线连接着CPU模块、数字量输入模块和数字量输出模块；本实用新型接近传感器把检测到星形感应轴头的信号传输到数字量输入模块，CPU模块进行一定的逻辑运算后，得到电动机处于转动还是停止，进而判断出电动机是否按照预设情况运行。

Description

一种基于PLC的电动机转动实时监测装置

技术领域

本实用新型专利主要涉及电动机监测领域，更具体地，涉及一种基于PLC的电动机转动实时监测装置。

背景技术

电动机是把电能转换成机械能的一种设备，常用于各种场合，电动的转速能够决定所带动的机械的性能，所以对电动机1转速的实时监测是很有必要的。

接近传感器是一种当有金属物体接近传感器时，传感器内部电路和磁场发生变化，它以非接触方式监测到物体的接近，并相应的输出信号。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种基于PLC的电动机转动实时监测装置，接近传感器把监测到星形感应轴头的信号传输到数字量输入模块，CPU模块进行一定的逻辑运算后，得到电动机处于转动还是停止，进而判断出电动机1是否按照预设情况运行。

为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：所述的基于PLC的电动机转动实时监测装置包括接近传感器3、星形感应轴头2、电动机1、现场总线10、指示灯9、上位机4、PLC控制器11；

所述的PLC控制器11包括为整个PLC提供电力的电源模块5、PLC的数据处理核心CPU模块6、作为PLC数据接收的数字量输入模块7、PLC控制信号输出的数字量输出模块8；所述接近传感器3的输出端连接着数字量输入模块7的输入端；所述星形感应轴头2连接在电动机1的转轴上；

所述电源模块5通过背板总线连接着CPU模块6、数字量输入模块7和数字量输出模块8的供电端口；所述数字量输出模块8的输出端连接着指示灯9的输入端；所述上位机4通过现场总线10与CPU模块6连接进行数据交换。

优选的，所述星形感应轴头2为金属材质，与接近传感器3协同感应，接近传感器3采用倍加福NBB20接近传感器3。

优选的，电源模块5采用西门子PS407模块，CPU模块6采用西门子CPU414-2模块，数字量输入模块7采用西门子DI32xDC模块，数字量输出模块8采用西门子DO32xDC模块，电动机1采用SEW变频电动机1，现场总线10采用西门子Profibus网络。

本实用新型有益效果：

本实用新型一种基于PLC的电动机转动实时监测装置，接近传感器把监测到星形感应轴头的信号传输到数字量输入模块，CPU模块进行一定的逻辑运算后，得到电动机处于转动还是停止，进而判断出电动机是否按照预设情况运行。

附图说明

图1为本实用新型一种基于PLC的电动机转动实时监测装置的电动机、星形感应轴头、接近传感器的位置图；

图2为本实用新型一种基于PLC的电动机转动实时监测装置的电气原理图；

图3为本实用新型一种基于PLC的电动机转动实时监测装置的硬件结构图。

其中，1—电动机、2—星形感应轴头、3—接近传感器、4—上位机、5—电源模块、6—CPU模块、7—数字量输入模块、8—数字量输出模块、9—指示灯、10—现场总线、11-PLC控制器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例和附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属本实用新型保护范围。

如图1-3所示，一种基于PLC的电动机转动实时监测装置包括接近传感器3、星形感应轴头2、电源模块5、CPU模块6、数字量输入模块7、数字量输出模块8、电动机1、现场总线10、指示灯9、上位机4、PLC控制器11，接近传感器3把检测到星形感应轴头2的信号传输到数字量输入模块7，CPU模块6进行一定的逻辑运算后，得到电动机1处于转动还是停止，进而判断出电动机1是否按照预设情况运行。

其中，所述PLC控制器11是电源模块5、CPU模块6、数字量输入模块7、数字量输出模块8的总称，PLC控制器实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，当PLC控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。

所述接近传感器3的输出端连接着数字量输入模块7的输入端，接近传感器3采用四线制接线，两根电源线和两根信号线，电源线和信号线均采用DC24V电压级别，输出端将传感器感应到的信号传入数字量输入模块7。

所述星形感应轴头2连接在电动机1的轴上，当电动机1转动时星形感应轴头2也随之转动，当电动机1停止时星形感应轴头2也随之停止，星形感应轴头2与接近传感器3相配合，星形感应轴头2凸起部分能够与接近传感器3感应，星形感应轴头2凹进部分不能够与接近传感器3感应，能可靠的得到电动机1处于转动还是停止。

所述电源模块5通过背板总线连接着CPU模块6、数字量输入模块7和数字量输出模块8，背板总线包含了P总线、K总线、电源线，P总线用于I/O信号的高速交换和对信号模块数据的高速访问，K总线与CPU模块6的MPI接口连接，具有通信总线接口的模块通过K总线进行通讯。

所述数字量输出模块8的输出端连接着指示灯9的输入端，指示灯9的一端接数字量输出模块8的输出点，另一端连接电源的负极，当CPU模块6判断出电动机1没有按照预设情况运行时，数字量输出模块8输出信号点亮指示灯9进行报警。

所述上位机4通过现场总线10与CPU模块6进行数据交换，上位机4在安装组态软件后建立起与CPU模块6的通讯，此通讯是高速双向的数据交换，上位机4能够改写CPU模块6的变量值，也能读取CPU模块6的变量值。

所述接近传感器3采用倍加福NBB20接近传感器3。倍加福NBB20接近传感器3，是一种具有感知物体接近能力的器件，它利用位移传感器对接近的物体具有敏感特性来识别物体的接近，并输出相应开关信号，它代替开关等接触式检测方式，以无需接触被检测对象为目的的传感器的总称，能检测对象的移动和存在信息并转化成电信号。

所述星形感应轴头2为金属材质，与接近传感器3协同感应。使用时调整好星形感应轴头2与接近传感器3的距离，过近容易摩擦到过远接近传感器3不能感应到，由于星形感应轴头2造型呈齿轮状分布因此星形感应轴头2转动时接近传感器3的信号是0与1瞬时交替的，星形感应轴头2停止时接近传感器3的信号保持0或1。

所述电源模块5采用西门子PS407模块。西门子PS407电源模块5通过背板总线向各模块提供DC5V和DC24V电源，输出电流额定值为10A。该电源模块5的LED指示灯9中的INTF代表内部故障，BAF代表背板总线上的电压低，BATT1F和BATT2F代表电池接反。

所述CPU模块6采用西门子CPU414-2模块。西门子CPU414-2模块为满足中等性能要求中的高需求而设计，可以满足对程序容量和处理速度有较高要求的应用。模块中内置Profibus接口，可以作为主站或从站直接连接到Profibus现场总线10，除分层网络拓扑结构之外，还可以在模块中创建总线形结构。

所述数字量输入模块7采用西门子DI32xDC模块。数字量输入模块7，是一种用于连接外部的机械触点和电子数字式传感器，将来自现场的外部数字量信号的电平转换为PLC内部的信号电平，输入电流一般为数毫安。

所述数字量输出模块8采用西门子DO32xDC模块。数字量输出模块8将内部信号电平转化为控制过程所需的外部信号电平，同时具有隔离和功率放大的作用。既可以驱动交流负载又可以驱动直流负载，负载电源由外部现场提供。

所述电动机1采用SEW变频电动机1。变频电动机1采用专用变频感应电动机1加上变频器的交流调速方式，使机械自动化程度和生产效率大为提高。设备小型化、增加舒适性，目前正取代传统的机械调速和直流调速方案。电动机1的转速当转差率变化不大时，转速正比于频率，可见改变电源频率就能改变异步电动机1的转速。在变频调速时，总希望主磁通保持不变。若主磁通大于正常运行时的磁通，则磁路过饱和而使励磁电流增大，功率因数降低；若主磁通小于正常运行时的磁通，则电动机1转矩下降。

所述变频器采用西门子Profibus网络。西门子Profibus是目前国际上通用的现场总线10标准之一，最大的特点是使用简单方便，在大多数实际应用中只需要对网络通信作简单的组态，不用编写任何通信程序，就可以实现DP网络的通信。

本实用新型的工作原理为：电动机1在运行过程中带动星形感应轴头2进行转动，接近传感器3通过调节其安装的位置来检测星形感应轴头2的接近情况并输出给数字量输入模块7一个信号，星形感应轴头2凸起部分能够与接近传感器3感应，星形感应轴头2凹进部分不能够与接近传感器3感应，星形感应轴头2转动时该信号是0与1瞬时交替的，星形感应轴头2停止时该信号保持0或者1，CPU模块6在得到该信号后通过一个定时器进行延时后判断出星信轴头是否在转动，进而代表电动机1是否在转动，通过与控制电动机1吸合的接触器辅助触点的信号进行逻辑运算，准确的判断出电动机1是否按照预设情况运行，当出现错误时就输出一个信号控制指示灯9进行报警

最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明实用新型的技术方案，而非限制尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解可以在形式上和细节上对其做出各种改变，而不偏离本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于PLC的电动机转动实时监测装置，其特征是：所述的基于PLC的电动机转动实时监测装置包括接近传感器（3）、星形感应轴头（2）、电动机（1）、现场总线（10）、指示灯（9）、上位机（4）、PLC控制器（11）；

所述的PLC控制器（11）包括为整个PLC提供电力的电源模块（5）、PLC的数据处理核心CPU模块（6）、作为PLC数据接收的数字量输入模块（7）、PLC控制信号输出的数字量输出模块（8）；所述接近传感器（3）的输出端连接着数字量输入模块（7）的输入端；所述星形感应轴头（2）连接在电动机（1）的转轴上；

所述电源模块（5）通过背板总线连接着CPU模块（6）、数字量输入模块（7）和数字量输出模块（8）的供电端口；所述数字量输出模块（8）的输出端连接着指示灯（9）的输入端；所述上位机（4）通过现场总线（10）与CPU模块（6）连接进行数据交换。

2.根据权利要求1所述的一种基于PLC的电动机转动实时监测装置，其特征是：所述星形感应轴头（2）为金属材质，与接近传感器（3）协同感应，接近传感器（3）采用倍加福NBB20接近传感器（3）。

3.根据权利要求1所述的一种基于PLC的电动机转动实时监测装置，其特征是：电源模块（5）采用西门子PS407模块，CPU模块（6）采用西门子CPU414-2模块，数字量输入模块（7）采用西门子DI32xDC模块，数字量输出模块（8）采用西门子DO32xDC模块，电动机（1）采用SEW变频电动机，现场总线（10）采用西门子Profibus网络。