專利名稱:客車空調(diào)控制柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及一種鐵路客車空調(diào)機組的控制及保護裝置。
現(xiàn)有的客車空調(diào)控制柜采用繼電器邏輯控制電路,執(zhí)行機構(gòu)控制開關(guān)采用交流接觸器,過流保護采用熱保護繼電器,容易出現(xiàn)粘連、抖動、燒損及誤動作等情況,從而引發(fā)空調(diào)系統(tǒng)的故障,另外,對因缺相引起的燒毀電機,以及單一故障狀態(tài)下不能及時停機,從而引起聯(lián)鎖故障等情況,沒有任何保護措施,且控制功能單一,不易擴展。
本實用新型的目的是提供一種功能完善、擴展性強、可靠性高、保護功能強、維修方便的空調(diào)控制柜。
本實用新型采用如下技術(shù)方案它同以往的空調(diào)控制柜一樣,由邏輯控制部分、執(zhí)行機構(gòu)及保護電路組成,所不同的是其邏輯控制部分采用可編程控制器(PLC)取代原有的繼電器邏輯控制電路,可編程控制器通過內(nèi)部軟繼電器構(gòu)成相互聯(lián)鎖的邏輯關(guān)系來控制執(zhí)行機構(gòu)的開關(guān);其執(zhí)行機構(gòu)中較大功率電機的控制開關(guān)如壓縮機、取暖器采用大功率交流固態(tài)繼電器控制,小功率控制開關(guān)保留原來的交流接觸器;其主回路控制開關(guān)除空氣開關(guān)外還配合有聯(lián)動電控開關(guān),由PLC提供關(guān)斷信號,帶動空氣開關(guān),自動關(guān)斷;其保護電路除保留原有的溫保、壓保、過欠壓保護和過流保護外,增加了缺相保護,此外,原有的過流保護由熱保護繼電器改為由電流傳感器組成的過流檢測電路。該缺相及過流檢測電路采用非接觸式電流傳感器對電機三相電源進行信號采集,經(jīng)一整流濾波電路去除干擾后,缺相檢測電路直接輸出信號到相應(yīng)比較器與基準電壓進行比較,過流檢測經(jīng)一整形積分電路輸出信號到比較器,比較器輸出通過一與非門與PLC輸出的開通信號進行邏輯與運算,電機停機或正常運轉(zhuǎn)時輸出低電平,電機出現(xiàn)過流、缺相時,輸出高電平給PLC,由PLC進行故障判斷及處理。PLC輸出7路報警信號包括通風(fēng)機支路、冷凝風(fēng)機支路、制冷1支路、制冷2支路、取暖1支路、取暖2支路及過欠壓保護支路,并點亮相應(yīng)的故障指示燈L1-L7。
本實用新型具有以下效果1、用可編程控制器替代原有的繼電器邏輯控制電路,實現(xiàn)無觸點化,使故障率大大降低,且易于控制功能的擴展與完善;2、由于執(zhí)行回路采用大功率交流固態(tài)繼電器,實現(xiàn)了無觸點化,同時也杜絕了交流接觸器經(jīng)常出現(xiàn)的粘連、抖動等,保證了控制功能的準確執(zhí)行;3、能檢測更多種類的故障,及時報警并停機,防止故障進一步擴大,還可準確判斷故障位置,便于維修。
圖1為執(zhí)行機構(gòu)電氣原理圖圖2為PLC外圍接口電路圖圖3為缺相及過流檢測原理框圖圖4為缺相檢測電原理圖圖5為過流檢測電原理圖下面對照附圖詳細說明本實用新型的實施例。
圖1中,執(zhí)行機構(gòu)包括對通風(fēng)機1D(雙速電機),冷凝風(fēng)機4D、5D,壓縮機6D、7D,空氣預(yù)熱器1DR、2DR三相電源的開關(guān)控制。其中,通風(fēng)機弱風(fēng)(KM1)、強風(fēng)(KM2、KM3)、冷凝風(fēng)機(KM4)由于電機功率低,工作電流小,使用交流接觸器作開關(guān),不容易出現(xiàn)粘連、燒損等故障,仍可延用,壓縮機控制開關(guān)(KM6、KM7)、取暖器控制開關(guān)(KM8、KM9)由于電機及取暖器功率較大,故采用交流固態(tài)繼電器(SSR)來代替交流接觸器作控制開關(guān)。主回路控制開關(guān)2Q配合有聯(lián)動電控開關(guān)0Q,由PLC控制,即當(dāng)出現(xiàn)故障時,PLC輸出一信號給主回路空氣開關(guān)2Q的聯(lián)動電控開關(guān)0Q,使2Q跳閘,用以切斷主回路電源。對通風(fēng)機、冷凝風(fēng)機、壓縮機的保護即缺相及過流檢測采用電流傳感器V1-V5替代熱過流繼電器,每臺電機配備一組三個,可同時監(jiān)測三相交流電的每一相,然后送入缺相及過流檢測電路。
圖2中的PLC選用模塊化結(jié)構(gòu),它的輸入信號有選擇開關(guān)SA1(工況)、SA2(強、弱風(fēng))、SA3(手動、自動、清故障),溫控器輸入信號ATC,檢測電路輸出的缺相過流信號V1-V5,交流接觸器反饋信號1C″、2C″、4C″,壓縮機溫保、壓保信號6C+、7C+,取暖器溫保信號8C+、9C+,這些信號輸入PLC后,經(jīng)PLC判斷輸出相應(yīng)的信號,包括制冷工況下通風(fēng)機(1C、2C、3C),冷凝風(fēng)機(4C),壓縮機(6C、7C)的開通信號以及取暖工況下通風(fēng)機(1C、2C、3C)及取暖器(8C、9C)的開通信號以及故障狀態(tài)下的聯(lián)動電控開關(guān)(0Q)的動作信號及7路故障報警信號,以點亮相應(yīng)故障指示燈L1-L7。
在圖3中,采用非晶態(tài)合金制作的電流傳感器可在非接觸條件下,對交流電流進行采樣,其輸出信號波形與被測電流波形同步,其輸出信號的幅值與被測電流值呈線性關(guān)系。電流傳感器輸出信號經(jīng)采樣、濾波電路去除干擾信號,將信號調(diào)理成所需波形及幅值,一路與另兩相電流檢測信號構(gòu)成三相缺相判別條件,另一路則經(jīng)整形積分電路進行過流判別,與設(shè)定值相比較,檢測是否過流。
圖4是缺相檢測的原理圖,由電流傳感器感應(yīng)出的電流信號第一相經(jīng)D1、R1、C1等整流濾波,進入比較器的5腳,并與4腳基準電壓相比較后,經(jīng)2腳輸出,第二相經(jīng)D2、R2、C2等整流濾波,進入比較器,第三相電流信號經(jīng)A點輸入,三個比較器輸出經(jīng)與非門至PLC,這樣,有一相無輸出信號時,都會輸出一高電平,PLC檢測到后處理并報警。
圖5為過流檢測原理圖,第三相電流傳感器感應(yīng)出的電流經(jīng)R2、C2、C3、R3、R4及比較器等調(diào)理成正極性信號,再經(jīng)D1、R7、C5等積分電路,形成穩(wěn)定信號,此信號一路經(jīng)A點輸出到缺相比較電路,另一路經(jīng)比較器6腳(反相端)與5腳基準信號相比較,以確定電流值是否過流,當(dāng)6腳電平高于5腳時(即有過流),7腳輸出低電平,點亮過流指示燈LED,并經(jīng)R8、C6輸出到比較器11腳使比較器13腳輸出為低電平,并經(jīng)過B點與缺相檢測電路相聯(lián),送至PLC處理并報警。
權(quán)利要求1.一種客車空調(diào)控制柜,由邏輯控制部分、執(zhí)行機構(gòu)及保護電路組成,其特征是所說的邏輯控制部分采用可編程控制器(PLC),通過其內(nèi)部軟繼電器控制執(zhí)行機構(gòu)的開關(guān);所說的執(zhí)行機構(gòu)中壓縮機、取暖器的控制開關(guān)采用大功率交流固態(tài)繼電器,其主回路控制開關(guān)除空氣開關(guān)外還配合有聯(lián)動電控開關(guān),由PLC提供關(guān)斷信號,帶動空氣開關(guān),自動關(guān)斷;它的保護電路還包括由電流傳感器組成的過流、缺相檢測電路,非接觸式電流傳感器對電機三相電源進行信號采集,經(jīng)一整流濾波電路處理后,缺相檢測電路直接輸出電壓信號到比較器與設(shè)定電壓比較,進行缺相判別,過流檢測電路輸出信號經(jīng)積分整形電路輸出到比較器,進行過流判別,兩電路輸出端并聯(lián),并通過一與非門與可編程控制器輸出的開通信號進行邏輯與運算,電機停機或正常運轉(zhuǎn)時輸出低電平,電機出現(xiàn)過流、缺相時,輸出高電平給可編程控制器,由其進行故障判斷及處理,可編程控制器輸出7路故障報警信號包括取暖1支路、取暖2支路、制冷1支路、制冷2支路、通風(fēng)機支路、冷凝風(fēng)機支路和過欠壓保護支路,并點亮相應(yīng)的故障報警燈L1-L7。
專利摘要一種客車空調(diào)控制柜涉及一種鐵路客車空調(diào)機組的控制及保護裝置,它采用可編程控制器(PLC),通過內(nèi)部軟繼電器來控制其執(zhí)行機構(gòu)的開關(guān),壓縮機和取暖器控制開關(guān)采用交流固態(tài)繼電器代替交流接觸器,主固路控制開關(guān)還配有聯(lián)動電控開關(guān),由PLC控制,帶動空氣開關(guān)。保護電路采用電流傳感器對過流及缺相故障進行檢測,并通過PLC輸出7路報警信號。本實用新型解決了原有控制柜的控制開關(guān)容易出現(xiàn)粘連、抖動、燒毀及誤動作等問題。
文檔編號G05B19/00GK2366329SQ98248528
公開日2000年3月1日 申請日期1998年11月20日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月20日
發(fā)明者楊曉陶, 秦悅虹, 康啟良 申請人:北京鐵路局北京科學(xué)技術(shù)研究所