專(zhuān)利名稱(chēng)：分立式二用一備變頻系統(tǒng)plc控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電氣自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，主要提出的是一種分立式二用一備變 頻系統(tǒng)PLC控制器。
背景技術(shù)：
當(dāng)今在電氣自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域中，通用工業(yè)控制器諸如交流變頻器、軟啟動(dòng)器 等的廣泛應(yīng)用已經(jīng)達(dá)到不可取代的重要地位。在工業(yè)控制中設(shè)備常采用幾用幾備工作方 式，二用一備系統(tǒng)是最常見(jiàn)的方式。在傳統(tǒng)意義上二用一備系統(tǒng)的法則，就是將控制器同功率地匹配(1 1匹配) 于控制對(duì)象(受控設(shè)備)。其核心思維是控制器與控制對(duì)象的功率為1 1匹配，即不管 控制對(duì)象是否處于備用狀態(tài)在硬件的投資上都要為其配置控制器(容量)，從而造成控制 器硬件投資上的某種閑置浪費(fèi)?，F(xiàn)已有的二用一備變頻系統(tǒng)的(二控三)繼電器控制模式旨在只給處于工作狀 態(tài)的控制對(duì)象配置控制器，從而達(dá)到以最少的控制器用于當(dāng)前工作狀態(tài)的控制對(duì)象的目 的。對(duì)于上例二用一備受控電機(jī)交流變頻控制系統(tǒng)，系統(tǒng)中只需按正常工作的二臺(tái)設(shè)備 配置二個(gè)同功率的變頻控制器，用二個(gè)變頻控制器實(shí)現(xiàn)了對(duì)三個(gè)控制對(duì)象的二用一備狀 態(tài)的切換控制。實(shí)現(xiàn)了兩兩任意組合的工作-備用狀態(tài)控制。每一臺(tái)設(shè)備都有可能成為 工作和備用兩種狀態(tài)，任意二個(gè)設(shè)備只有在工作時(shí)才能享用控制器，一旦處于備用狀態(tài) 時(shí)即脫離控制器。但是，上述技術(shù)由于其控制回路是采用繼電器控制系統(tǒng)，故存在許多問(wèn)題(1) 采用硬件接線實(shí)現(xiàn)的，由于其接線、焊點(diǎn)較多，加之器件的匹配、性能等因素，故障率 較高、可靠性較差；(2)繼電器控制系統(tǒng)控制速度低、控制精度差，繼電器系統(tǒng)器件是 依靠機(jī)械觸點(diǎn)的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低(毫秒級(jí))，機(jī)械觸點(diǎn)存在抖動(dòng)現(xiàn)象；器件性 能受環(huán)境影響大，精度不高，且調(diào)整困難；(3)繼電器控制邏輯是依靠硬接線實(shí)現(xiàn)的， 不像PLC采用軟件編程實(shí)現(xiàn)的控制邏輯；即便有簡(jiǎn)單的改動(dòng)，當(dāng)需要更改產(chǎn)品流程需改 變控制方案時(shí)，需要花費(fèi)大量時(shí)間及人力和物力去改制、安裝和調(diào)試，甚至需更換控制 系統(tǒng)的硬件，增加投資和報(bào)廢。PLC是微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物，它具有強(qiáng)大的控制功 能。很適合于以邏輯控制為主、數(shù)值運(yùn)算為輔的各種應(yīng)用場(chǎng)合。PLC控制系統(tǒng)的突出 優(yōu)點(diǎn)(1)控制方式PLC采用存儲(chǔ)邏輯，稱(chēng)軟接線。其控制邏輯是以程序方式存儲(chǔ)在 內(nèi)存中，要改變控制邏輯，只需改變程序即可，稱(chēng)軟接線；(2)控制速度PLC是由程 序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，速度快(微秒級(jí))，嚴(yán)格同步，無(wú)抖動(dòng)；(3)控制精 度PLC用半導(dǎo)體集成電路作定時(shí)器，時(shí)鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，調(diào)整時(shí)間 方便，不受環(huán)境影響。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的即是提出一種分立式二用一備變頻系統(tǒng)PLC控制器，主要適 用于兩地分立系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制場(chǎng)合。采用PLC控制器取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn) 對(duì)分立式二用一備變頻系統(tǒng)的PLC控制。較好解決了繼電器控制系統(tǒng)存在的問(wèn)題，保障 了控制系統(tǒng)控制精度和可靠性，最大限度地減少控制器的數(shù)量和容量，杜絕控制器的閑 置和浪費(fèi)。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)上述目的采取的技術(shù)方案是一種分立式二用一備變頻系統(tǒng) PLC控制器由二個(gè)主回路和二個(gè)PLC控制回路組成，主回路I主要包括一個(gè)交流變頻器 VFl和二個(gè)受控電機(jī)Ml、M3，交流變頻器VFl的輸出分別經(jīng)過(guò)交流接觸器KMl的主觸 點(diǎn)連接受控電機(jī)Ml、經(jīng)過(guò)交流接觸器KM13的主觸點(diǎn)連接受控電機(jī)M3，主回路II主要 包括一個(gè)交流變頻器VF2，二個(gè)受控電機(jī)M2、M3，交流變頻器VF2的輸出分別經(jīng)過(guò)交 流接觸器KM2的主觸點(diǎn)連接受控電機(jī)M2、經(jīng)過(guò)交流接觸器KM23的主觸點(diǎn)連接受控電 機(jī)M3，二個(gè)主回路的交流變頻器VF1、VF2分別連接同一個(gè)受控電機(jī)M3; 二個(gè)PLC控 制回路采用PLC控制器和設(shè)計(jì)編制專(zhuān)用的邏輯控制程序，實(shí)現(xiàn)二個(gè)變頻器VF1、VF2與 三個(gè)受控電機(jī)M1-M3之間的二用一備狀態(tài)兩地互鎖切換控制。本實(shí)用新型通過(guò)采用PLC控制器的控制程序，只對(duì)處于工作狀態(tài)的控制對(duì)象配置變 頻器，實(shí)現(xiàn)了用二個(gè)變頻器(VFl和VF2)對(duì)三個(gè)控制對(duì)象(受控電機(jī)M1-M3)的任意組合二 用一備狀態(tài)的兩地(遠(yuǎn)程)切換控制，每一部受控電機(jī)都有可能成為工作和備用兩種狀態(tài)， 具有三種工作-備用狀態(tài)(I)Ml和M2工作、M3備用，(2)Ml和M3工作、M2備用， ⑶M2和M3工作狀態(tài)、Ml備用；三組合狀態(tài)互鎖切換控制環(huán)節(jié)，VFl控制時(shí)Ml與M3的 互鎖切換，VF2控制時(shí)M2與M3的切換互鎖，M3對(duì)VFl和VF2控制的互鎖切換等。使受 控電機(jī)在工作時(shí)才能享用變頻器，處于備用狀態(tài)時(shí)即脫離變頻器。真正意義上實(shí)現(xiàn)了最大限 度地減少控制器的數(shù)量和容量，杜絕控制器的閑置和浪費(fèi)。主要適用于中、小功率二用一備 系統(tǒng)的集中控制場(chǎng)合，具有最大限度地減少控制器硬件投資成本的突出特點(diǎn)。

附圖1為主回路I的電氣原理圖；附圖2為PLC控制回路I的電路圖；附圖3為PLC控制器I的梯形圖控制程序；附圖4為主回路II的電氣原理圖；附圖5為PLC控制回路II的電路圖；附圖6為PLC控制器II的梯形圖控制程序。
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例所述的分立式二用一備變頻系統(tǒng)PLC控制器由二個(gè)主回路、二個(gè)PLC 控制回路組成。主回路I主要由一個(gè)交流變頻控制器VF1，二個(gè)受控電機(jī)Ml、M3，以及相應(yīng)的 交流接觸器、熱繼電器、空氣開(kāi)關(guān)等組成，交流變頻器VFl的輸出分別經(jīng)過(guò)交流接觸器 KMl的主觸點(diǎn)連接受控電機(jī)Ml、經(jīng)過(guò)交流接觸器KM13的主觸點(diǎn)連接受控電機(jī)M3;主回路II主要由一個(gè)交流變頻控制器VF2，二個(gè)受控電機(jī)M2、M3，以及相應(yīng)的交流接觸 器、熱繼電器、空氣開(kāi)關(guān)等組成，交流變頻器VF2的輸出分別經(jīng)過(guò)交流接觸器KM2的主 觸點(diǎn)連接受控電機(jī)M2、經(jīng)過(guò)交流接觸器KM23的主觸點(diǎn)連接受控電機(jī)M3。其中主回路I的變頻器VFl的固定控制對(duì)象是受控電機(jī)M1，主回路II的變頻器 VF2的固定控制對(duì)象是受控電機(jī)M2，二個(gè)主回路的交流變頻控制器VFl和VF2分別連接 同一個(gè)受控電機(jī)M3。二個(gè)分立的PLC控制回路I、II，由PLC控制器、主令輸入器件(按鈕、旋鈕 等)、輸出器件(交流接觸器、信號(hào)燈等)、控制程序等組成。采用公知的PLC控制器 和設(shè)計(jì)編制專(zhuān)用的邏輯控制程序，其中主回路I中的VFl由PLC控制回路I控制，主回路 II中的VF2由PLC控制回路II控制。二個(gè)PLC控制回路采用PLC控制器和設(shè)計(jì)編制專(zhuān) 用的邏輯控制程序，實(shí)現(xiàn)二個(gè)變頻器(VF1-VF2)與三個(gè)控制對(duì)象(M1-M3)之間的二用 一備狀態(tài)兩地(遠(yuǎn)程)互鎖切換控制。由于交流變頻器VFl和VF2與控制對(duì)象同功率，即各自每次只能控制1臺(tái)同功 率受控電機(jī)。當(dāng)VFl由控制對(duì)象Ml切換為控制對(duì)象M3時(shí)，此時(shí)不允許VF2由控制對(duì) 象M2切換為控制對(duì)象M3。同理，當(dāng)VF2由控制對(duì)象M2切換為控制對(duì)象M3時(shí)，不允 許VFl由控制對(duì)象Ml切換為控制對(duì)象M3。所以，PLC控制回路對(duì)共同連接的同一個(gè) 控制對(duì)象M3的兩個(gè)變頻器(VF1-VF2)之間進(jìn)行嚴(yán)格的互鎖切換控制，就是關(guān)鍵所在。以上互鎖切換控制是通過(guò)PLC的邏輯梯形圖控制程序?qū)崿F(xiàn)的。變頻器VFl的控 制旋鈕ISAl分別連接于PLC控制回路I的輸入點(diǎn)X6、PLC控制回路II的輸入點(diǎn)X7 ；變頻器VF2的控制旋鈕2SA1分別連接于PLC控制回路II的輸入點(diǎn)X6、PLC控 制回路I的輸入點(diǎn)X7。通過(guò)設(shè)置ISAl和2SA1的觸點(diǎn)接通位置，由PLC梯形圖邏輯程序控制，實(shí)現(xiàn)三 種工作_備用組合狀態(tài)切換控制(1) ISAl (1 通-3 斷)和 2SA1 (2 通 _3 斷)時(shí)，實(shí)現(xiàn) 1-2 組合 和M2 (VF2控制)工作狀態(tài)，M3備用(脫離VFl和VF2)；(2) ISAl (1 通-3 斷)和 2SA1 (2 斷 _3 通)時(shí)，實(shí)現(xiàn) 1-3 組合 和M3 (VF2控制)工作狀態(tài)，M2備用(脫離VF2)；(3) ISAl (1 斷-3 通)和 2SA1 (2 通 _3 斷)時(shí)，實(shí)現(xiàn) 2-3 組合 和M3 (VFl控制)工作狀態(tài)，Ml備用(脫離VFl)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)施例加以詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的分立式二用一備變頻系統(tǒng)PLC控制器，由兩個(gè)分立式的主回路和 PLC控制回路組成。如圖1所示，主回路I的交流變頻器VF1，其輸入端有啟動(dòng)交流接觸器KMlO的 主觸點(diǎn)，交流變頻器VFl的輸出分別經(jīng)過(guò)交流接觸器KMl的主觸點(diǎn)連接受控電機(jī)Ml、 經(jīng)過(guò)交流接觸器KM13的主觸點(diǎn)連接受控電機(jī)M3 ；在主回路I中還設(shè)置了工頻運(yùn)行回 路電機(jī)Ml的工頻運(yùn)行回路是通過(guò)交流接觸器KMOl的主觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的，電機(jī)M3的工頻 運(yùn)行回路是通過(guò)交流接觸器KM013的主觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的。如圖2所示，PLC控制回路I采用公知的PLC控制器及其邏輯控制程序設(shè)計(jì)。 由PLC控制器、主令輸入器件(按鈕、旋鈕等)、輸出器件(交流接觸器、信號(hào)燈等)、
Ml (VFl 控制) Ml (VFl 控制) M2(VF2 控制)控制軟件以及編程器等組成。本控制系統(tǒng)PLC控制回路I中，共需8個(gè)輸入點(diǎn)，9個(gè)輸 出點(diǎn)?？蛇x用FX2系列PLC的一個(gè)基本單元(FX-24MR I 12/0 12)。編排PLC控 制回路1的I/O地址表，見(jiàn)表1。表 IPLC I/O 地址表
權(quán)利要求1.一種分立式二用一備變頻系統(tǒng)PLC控制器，其特征是由二個(gè)主回路和二個(gè)PLC 控制回路組成，主回路I主要包括一個(gè)交流變頻器(VFl)和二個(gè)受控電機(jī)(Ml、M3)， 交流變頻器(VFl)的輸出分別經(jīng)過(guò)交流接觸器(KMl)的主觸點(diǎn)連接受控電機(jī)(Ml)、 經(jīng)過(guò)交流接觸器(KM13)的主觸點(diǎn)連接受控電機(jī)(M3)，主回路II主要包括一個(gè)交流變 頻器(VF2)，二個(gè)受控電機(jī)(M2、M3)，交流變頻器(VF2)的輸出分別經(jīng)過(guò)交流接觸 器(KM2)的主觸點(diǎn)連接受控電機(jī)(M2)、經(jīng)過(guò)交流接觸器(KM23)的主觸點(diǎn)連接受控電 機(jī)(M3)，二個(gè)主回路的交流變頻器(VF1、VF2)分別連接同一個(gè)受控電機(jī)(M3) ； 二個(gè) PLC控制回路包括PLC控制回路I和PLC控制回路II，其中主回路I中的(VFl)由PLC 控制回路I控制，主回路II中的(VF2)由PLC控制回路II控制，實(shí)現(xiàn)二個(gè)變頻器(VFl、 VF2)與三個(gè)受控電機(jī)(M1-M3)之間的二用一備狀態(tài)兩地互鎖切換控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分立式二用一備變頻系統(tǒng)PLC控制器，其特征是所 述PLC控制器I輸出端的(Yl)接點(diǎn)連接交流接觸器(KMl)實(shí)現(xiàn)變頻器(VFl)控制受控 電機(jī)(Ml)的變頻運(yùn)行，PLC控制器I輸出端的(Y3)接點(diǎn)連接交流接觸器(KM13)實(shí)現(xiàn) 變頻器(VFl)控制受控電機(jī)(M3)變頻運(yùn)行；PLC控制器I輸入端的(X6)接點(diǎn)連接控制 旋鈕(ISAl)、輸入端的(X7)接點(diǎn)連接PLC控制回路II的控制旋鈕(2SA1)觸點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分立式二用一備變頻系統(tǒng)PLC控制器，其特征是所 述PLC控制器II輸出端的(Yl)接點(diǎn)連接交流接觸器(KM2)實(shí)現(xiàn)變頻器(VF2)控制受控 電機(jī)(M2)的變頻運(yùn)行，PLC控制器II輸出端的(Y3)接點(diǎn)連接交流接觸器(KM23)實(shí)現(xiàn) 變頻器(VF2)控制受控電機(jī)(M3)的變頻運(yùn)行；PLC控制器II輸入端的(X6)接點(diǎn)連接控 制旋鈕(2SA1)、輸入端的(X7)接點(diǎn)連接PLC控制回路I的控制旋鈕(ISAl)觸點(diǎn)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)的分立式二用一備變頻系統(tǒng)PLC控制器的主回路I主要包括一個(gè)交流變頻器(VF1)和二個(gè)受控電機(jī)(M1、M3)，交流變頻器(VF1)的輸出分別經(jīng)過(guò)交流接觸器(KM1)的主觸點(diǎn)連接受控電機(jī)(M1)、經(jīng)過(guò)交流接觸器(KM13)的主觸點(diǎn)連接受控電機(jī)(M3)，主回路II主要包括一個(gè)交流變頻器(VF2)，二個(gè)受控電機(jī)(M2、M3)，交流變頻器(VF2)的輸出分別經(jīng)過(guò)交流接觸器(KM2)的主觸點(diǎn)連接受控電機(jī)(M2)、經(jīng)過(guò)交流接觸器(KM23)的主觸點(diǎn)連接受控電機(jī)(M3)，二個(gè)主回路的交流變頻器(VF1、VF2)分別連接同一個(gè)受控電機(jī)(M3)；二個(gè)PLC控制回路采用PLC控制器和設(shè)計(jì)編制專(zhuān)用的邏輯控制程序，實(shí)現(xiàn)二個(gè)變頻器(VF1、VF2)與三個(gè)受控電機(jī)(M1-M3)之間的二用一備狀態(tài)兩地互鎖切換控制。具有最大限度地減少控制器硬件投資成本的突出特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G05B19/05GK201805390SQ20102017046
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月27日
發(fā)明者姜上川, 姜信建, 李月明 申請(qǐng)人:姜信建, 李月明, 洛陽(yáng)明翰工業(yè)設(shè)備有限公司