CN214310801U - 双电源转换开关plc直流电机制动测试电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种双电源转换开关PLC直流电机制动测试电路，包括主回路以及控制回路，所述主回路包括主回路断路器QF1、直流电机正转接触器KMF、直流电机反转接触器KMR，KMF与KMR之间有电气互锁；QF1一端接入主回路外部电源，另一端通过KMF为电机供电，KFM与KMR并联。本实用新型有益效果：双电源转换开关PLC直流电机制动测试电路，实现了双电源转换开关直流电机正反转机寿测试功能，同时具备直流电机的能耗制动，为后续的研发工作缩短了大量的验证时间，该电路体积小，成本低，元器件可靠性较高，程序扩展灵活，适合广泛推广。

Description

双电源转换开关PLC直流电机制动测试电路

技术领域

本实用新型属于测试电路领域，尤其是涉及一种双电源转换开关PLC直流电机制动测试电路。

背景技术

双电源转换开关采用直流12V电源供电，内部采用直流电机正反转的形式实现开关的主合闸回路和备合闸回路状态切换，由于采用既有的开关本体结合新的驱动回路，需要研发一种机寿测试平台验证这种直流电机驱动的双电源开关的可靠性。直流电机带动的开关连杆实现主回路和备用回路的切换，靠开关自带的微动开关控制电机的停止，由于电机具有惯性，在制动过程中出现，直流电机不能够及时停止造成电机与开关本体连接杆的损坏。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种双电源转换开关PLC直流电机制动测试电路，以解决上述问题中的不足之处。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

双电源转换开关PLC直流电机制动测试电路，包括主回路以及控制回路；

所述主回路包括主回路断路器QF1、直流电机正转接触器KMF、直流电机反转接触器KMR；

QF1一端接入主回路外部电源，另一端通过KMF为电机供电，KFM与KMR并联；

控制回路包括通用型开关电源的断路器QF2、AC-DC、PLC、触摸屏、DC24V中间继电器、DC24V接触器，QF2一端接入控制回路外部电源,通过AC-DC为PLC和触摸屏以及DC24V中间继电器和DC24V接触器提供电源。

进一步的，KMF与KMR之间有电气互锁。

进一步的，主回路还包括接触器KM1、接触器KM2、电阻器R0、电阻器R1，KM1接通R0电阻并联在正转回路的电机之上，用于电机的反向能耗制动，KM2接通R1电阻并联在反转回路的电机之上，用于电机的反向能耗制动。

进一步的，所述PLC用于驱动KMF和KMR，进行电机的正反转，由本体自带的SQ1微动开关负责正转到位的停止，断开KMF线圈，电机停止正转运行。

进一步的，控制回路还包括继电器KA1和继电器KA2，所述继电器KA1为PLC输出正转命令，接通KMF线圈回路；所述继电器KA2为PLC输出反转命令，接通KMR线圈回路。

进一步的，还包括继电器KA5，所述继电器KA5为PLC输出正转能耗制动线圈，接通KM1线圈，直流电机并上电阻，用于实现能耗制动。

进一步的，KA5通电延时1s后断开，即R0电阻在完成正转制动后断开，用于影响的下次电机反转运行。

进一步的，还包括继电器KA6，所述继电器KA6为PLC输出反转能耗制动线圈，接通KM2线圈，直流电机并电阻，用于实现能耗制动。

相对于现有技术，本实用新型所述的双电源转换开关PLC直流电机制动测试电路具有以下优势：

(1)本实用新型所述的双电源转换开关PLC直流电机制动测试电路，实现了双电源转换开关直流电机正反转机寿测试功能，同时具备直流电机的能耗制动，为后续的研发工作缩短了大量的验证时间，该电路体积小，成本低，元器件可靠性较高，程序扩展灵活，适合广泛推广。

(2)本实用新型所述的双电源转换开关PLC直流电机制动测试电路既实现了对新开关的正反转的机构耐用特性的检测，又解决直流电机制动的问题；

(3)本实用新型所述的双电源转换开关PLC直流电机制动测试电路检测电路不仅具有手自动功能，还具有电气互锁、故障提示、自我保护和计数等功能，方便研发人员记录运行数据，寻找故障原因，缩短研发周期，值得广泛推广。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的配电系统图示意图；

图2为本实用新型实施例所述的测试主回路示意图；

图3为本实用新型实施例所述的控制回路示意图；

图4为本实用新型实施例所述的触摸屏显示界面示意图；

图5为本实用新型实施例所述的PLC的POU梯形图细节示意图；

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1至图3所示，本实用新型是一款双电源转换开关直流电机正反转机寿测试电路，包括主回路和控制回路，采用PLC、中间继电器以及接触器组合实现手自动切换控制。

此款双电源转换开关采用直流12V电源供电，内部采用直流电机正反转的形式实现开关的主合闸回路和备合闸回路状态切换。由于采用既有的开关本体结合新的驱动回路，需要研发一种机寿测试平台验证这种直流电机驱动的双电源开关的可靠性。直流电机带动的开关连杆实现主回路和备用回路的切换，靠开关自带的微动开关控制电机的停止，由于电机具有惯性，在制动过程中出现，直流电机不能够及时停止造成电机与开关本体连接杆的损坏。

基于以上问题，本电路既要解决新开关的正反转的机构耐用特性的检测，又要解决直流电机制动的问题。检测电路不仅具有手自动功能，还具有电气互锁、故障提示、自我保护和计数等功能，方便研发人员记录运行数据，寻找故障原因，缩短研发周期，值得广泛推广。

基于以上问题，本实用新型设计了双电源转换开关直流电机正反转机寿测试平台，设备成本低，体积小，控制灵活，显示界面清晰，系统稳定。

QF1为主回路断路器，QF2为通用型开关电源的断路器，开关电源输出直流24V，为PLC和触摸屏以及DC24V中间继电器和DC24V接触器提供电源。

KMF为直流电机正转接触器，KMR为直流电机反转接触器，KMF与KMR之间有电气互锁。

KM1接通R0电阻并联在正转回路的电机之上，用于电机的反向能耗制动。

KM2接通R1电阻并联在反转回路的电机之上，用于电机的反向能耗制动。

PLC驱动KMF和KMR，进行电机的正反转，由本体自带的SQ1微动开关负责正转到位的停止，断开KMF线圈，电机停止正转运行；

由本体自带的SQ2微动开关负责反转到位的停止，断开KMR线圈，电机停止反转运行。

KA1为PLC输出正转命令，接通KMF线圈回路。

KA2为PLC输出反转命令，接通KMR线圈回路。

KA5为PLC输出正转能耗制动线圈，接通KM1线圈，直流电机并上0.4欧姆电阻，实现能耗制动；

KA5通电延时1s后断开，即R0电阻在完成正转制动后断开，不影响的下次电机反转运行。

KA6为PLC输出反转能耗制动线圈，接通KM2线圈，直流电机并上0.4欧姆电阻，实现能耗制动；

KA6通电延时1s后断开，即R1电阻在完成反转制动后断开，不影响的下次电机正转运行。

SQ1为正转到位动断触点，驱动KA3中间继电器线圈动作，KA3断电后，常开触点(11、14)用于停止KMF线圈，KA3的常闭触点(31、32)接入PLC的I8输入信号；

SQ2为反转到位动断触点，驱动KA4中间继电器线圈动作，KA4断电后，常开触点(11、14)用于停止KMR线圈，KA4的常闭触点(31、32)接入PLC的I9输入信号。

KM1常开触点(13、14)用于正转到位反馈信号输入，接入PLC的I11；KM2常开触点(13、14)用于反转到位反馈信号输入，接入PLC的I12。SE1作为急停开关，常开触点(3、4)用于急停信号输入，中止程序运行，接入PLC的I6；常闭触点(1、2)用于急停断开控制回路电源。

关键器件介绍：

TM241CEC24T：小型一体化逻辑控制器，14路数字量输入，10路数字量输出；

GXU3512：7寸屏65K彩色触摸屏；

DY：通用型开关电源24V 5A，ABL8RPS24050；

KA1～KA2：DC24V继电器，RXM2AB2BD(RXZE1M2C)；

KA3～KA4：DC24V继电器，RXM4AB2BD(RXZE1M4C)；

KA5～KA6：DC24V继电器，RXM2AB2BD(RXZE1M2C)；

KM1～KM2：DC24V接触器，LC1DT20BDC；

KMF～KMR：DC24V接触器，LC1DT20BDC；

SE1：急停按钮，ZBE-101；

FU1：熔断器，UK 5-HESI 2A；

R0～R1,电阻＝0.4欧姆；

QF1：微型断路器，C65H-DC/2P C10；

QF2：微型断路器，iC65N/2P C2A；

SQ1、SQ2：微动开关，开关本体自带的限位装置，具有开关量输出功能。

控制流程：

双电源转换开关直流电机正反转机寿测试平台主要检测开关的主合闸状态和备合回闸微动反馈信号状态以及测试直流电机正反转制动电路稳定性。主回路通过KMF、KMR两个接触器进行电器互锁的正反转切换，KM1,KM2通过检测微动信号的状态，实现能耗制动并自动恢复。

程序在自动状态下，首先PLC通过KA1闭合接触器KMF电机正转，系统在设定故障时间内检测SQ1微动信号是否到位，符合要求即按照设定切换时间进行反转动作，不符合要求则激活报警信号，程序中止。正转到位后，系统检测到正转限位触点断开，PLC激活KA5,闭合接触器KM1线圈，实现能耗制动。PLC在下一个切换周期通过KA2闭合接触器KMR电机F反转，系统在设定故障时间内检测SQ2微动信号是否到位，符合要求即按照设定切换时间进行正转动作，不符合要求则激活报警信号，程序中止。反转到位后，系统检测到反转限位触点断开，PLC激活KA6,闭合接触器KM2线圈，实现能耗制动。

PLC通过控制中间继电器KA1、KA2、KA5、KA6实现对接触器KMF、KMR、KM1\KM2的控制，内部逻辑上KA、KA2、KAF、KMR都有电气互锁功能，不会同时动作。双电源转换开关主合闸SQ1微动信号和备合闸SQ2微动信号，分别通过中间继电器KA3、KA4，将位置信号反馈给PLC，PLC通过检测KA1、KA2的输出命令与微动信号的状态，判断开关位置的状态是否符合要求。KA3、KA4具有信号隔离作用，起到微动信号抗干扰作用，防止系统误判断开关的位置，通过SQ1微动信号和备合闸SQ2微动信号的检测，系统可以记录主合闸、备合闸动作次数。系统通过对SQ1微动信号和备合闸SQ2微动信号的延时检测，判断开关状态，当微动信号超过设定的延时时间，系统判断开关出现合闸故障，程序中止，记录切换次数，并作出故障报警灯提示。当切换无故障达到设定次数，系统自动停止运行，系统运行灯正常熄灭。程序可以按照产品不同需求，设定投切的转换周期以故障检测时间，当投切过程中检测的微动反馈信号动作时间超过了故障检测时间，即判定此次投切过程失败，自动转换停止，并报警。程序外设计数和故障复位功能，方便设计人员反复验证试验设备。

触摸屏显示界面如图4所示，主投通路，指示灯显示绿色；主合断路，指示灯显示灰色。

备投通路，指示灯显示绿色；备合断路，指示灯显示灰色。

有故障发生时，PLC程序中止，故障指示灯显示黄色；无故障时，指示灯显示灰色。

设定切换数值，为自动状态下的开关投切的目标数值，系统通过比较实际次数和目标数值，实现自动停机。

定时切换时间，可以根据设计需求和转换强度，自由设定开关三个位置状态的转换周期。

延时设定，可以根据设计需求，自由设定投切过程中微动反馈信号的采样时间。

计数复位功能键，具有计数清零和故障复位功能。

自动按钮具备手自动切换功能。切换到自动状态，按钮显示墨绿底色，文字显示“自动”，在自动模式下，可以通过触摸“自动开”和“自动关”，执行往复自动切换程序。手动按钮在自动状态下时，是不起作用的。同理，切换到手动状态，按钮显示翠绿底色，文字显示“手动”，在手动模式下，可以通过长按“手动主投开”按钮，实现电机正转，松开“手动主投开”按钮，电机正转停止；可以通过长按“手动备投开”按钮，实现电机反转，松开“手动主投开”按钮，电机反转停止。

双电源转换开关直流电机正反转机寿测试平台的PLC程序的声明文件细节如下：

PROGRAM MyPOU

VAR

//正转时间继电器

KT1：TON；

//反转时间继电器

KT2：TON；

//定时切换时间

time1：TIME；

vartimecur1：TIME；

vartimecur2：TIME；

//正转

KA1：BOOL；

//反转

KA2：BOOL；

//正转限位控制PLC输入

KA3：BOOL；

//反转限位控制PLC输入

KA4：BOOL；

//正转到位

KM1：BOOL；

//反转限位

KM2：BOOL；

//自动开

start1 AT％MX0.0：BOOL；

//自动关

stop1 AT％MX0.1：BOOL；

//正转手动开

start2 AT％MX0.2：BOOL；

//反转手动开

start3 AT％MX0.4：BOOL；

//计数复位

REST AT％MX1.2：BOOL；

//自动启停

A1：BOOL；

//自动正转启停

A2：BOOL；

//自动反转启停

A3：BOOL；

//手动正转启停

A4：BOOL；

//手动反转启停

A5：BOOL；

//计数继电器

A6：BOOL；

//外部时间给定

TIME3 AT％ML1：TIME；

//手自动切换

manual AT％MX0.7：BOOL；

//急停

SE1：BOOL；

//计数器

C0：CTU；

//设定数值

NUM1 AT％MW40：WORD；

//实际数值

NUM2 AT％MW50：WORD；

//默认切换时间1s

time2：TIME；

//微动触发后，延时闭合时间

KT3：TON；

//微动触发后，延时断开时间

KT4：TON；

vartimecur3：TIME；

vartimecur4：TIME；

//KM1得电动合，延时断开

KA5：BOOL；

//KM2得电动合，延时断开

KA6：BOOL；

//延时设定时间

TIME4 AT％ML2：TIME；

TIME5：TIME；

vartimecur5：TIME；

//正转保护延时

RELAY1：TON；

//正转限位，延时2s不动作，触发保护

KH1：BOOL；

//反转限位，延时2s不动作，触发保护

KH2：BOOL；

//故障报警

alarm：BOOL；

vartimecur6：TIME；

SR_0：SR；

SR_1：SR；

//反转保护延时

RELAY2：TON；

RS_0：RS；

RS_1：RS；

END_VAR

双电源转换开关直流电机正反转机寿测试平台PLC的POU梯形图细节如图5所示。

逻辑控制器内部按照直流电机正反转能耗制动的需求进行编程，开关量输入和输出信号采用DC24V电源驱动，可以共用自由搭配组合，实现不同功能的控制要求；系统按照设定时间进行往复循环投切，通过采集设备的主合闸SQ1微动信号和备合闸SQ2微动信号，判断开关的位置。通过延时时间设定比较PLC输入点I8\I9的状态，判断开关是否闭合到位，主投的动作时间、备投的动作时间超过延时设定值，逻辑判断存在故障，停止切换，触摸屏故障灯由灰色变黄，记录实际切换次数。切换无故障达到设定次数，自动停止运行。其特征是：在机寿配电箱内固定有安装支架，以PLC为控制核心，与PLC所连接的交流开关电源、直流开关电源、中间继电器、接触器等控制回路，配电箱在面板设置触摸屏，集合了功能状态显示、报警显示、控制按钮、切换按钮以及计数功能。在配电箱面板独立设置了急停按钮，方便操作人员检修控制回路，防止意外事故的发生。PLC控制程序根据需求设定切换次数、切换时间合微动故障延时设定，一键启动，自动停止。根据微动故障延时判断故障逻辑，具有故障停机保护功能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.双电源转换开关PLC直流电机制动测试电路，其特征在于：包括主回路以及控制回路；

所述主回路包括主回路断路器QF1、直流电机正转接触器KMF、直流电机反转接触器KMR；

QF1一端接入主回路外部电源，另一端通过KMF为电机供电，KFM与KMR并联；

控制回路包括通用型开关电源的断路器QF2、AC-DC、PLC、触摸屏、DC24V中间继电器、DC24V接触器，QF2一端接入控制回路外部电源,通过AC-DC为PLC和触摸屏以及DC24V中间继电器和DC24V接触器提供电源。

2.根据权利要求1所述的双电源转换开关PLC直流电机制动测试电路，其特征在于：KMF与KMR之间有电气互锁。

3.根据权利要求1所述的双电源转换开关PLC直流电机制动测试电路，其特征在于：主回路还包括接触器KM1、接触器KM2、电阻器R0、电阻器R1，KM1接通R0电阻并联在正转回路的电机之上，用于电机的反向能耗制动，KM2接通R1电阻并联在反转回路的电机之上，用于电机的反向能耗制动。

4.根据权利要求1所述的双电源转换开关PLC直流电机制动测试电路，其特征在于：所述PLC用于驱动KMF和KMR，进行电机的正反转，由本体自带的SQ1微动开关负责正转到位的停止，断开KMF线圈，电机停止正转运行。

5.根据权利要求3所述的双电源转换开关PLC直流电机制动测试电路，其特征在于：控制回路还包括继电器KA1和继电器KA2，所述继电器KA1为PLC输出正转命令，接通KMF线圈回路；所述继电器KA2为PLC输出反转命令，接通KMR线圈回路。

6.根据权利要求5所述的双电源转换开关PLC直流电机制动测试电路，其特征在于：还包括继电器KA5，所述继电器KA5为PLC输出正转能耗制动线圈，接通KM1线圈，直流电机并上电阻，用于实现能耗制动。

7.根据权利要求6所述的双电源转换开关PLC直流电机制动测试电路，其特征在于：KA5通电延时1s后断开，即R0电阻在完成正转制动后断开，用于影响的下次电机反转运行。

8.根据权利要求1所述的双电源转换开关PLC直流电机制动测试电路，其特征在于：还包括继电器KA6，所述继电器KA6为PLC输出反转能耗制动线圈，接通KM2线圈，直流电机并电阻，用于实现能耗制动。

Images