專利名稱：智能電動機控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是對電動機工作狀態(tài)實行全面監(jiān)控和完成自動保護的一種自動化控制裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電動機控制采用了許多元件，如熔斷器、隔離開關(guān)、接觸器、各種儀表、指示燈、操作按鈕及過熱保護元件等；如要遠程控制和監(jiān)視還要引出許多連接線，這樣就引進了大量出故障的因素，并且整套系統(tǒng)不易維護，出故障后又不易維修。
實用新型內(nèi)容為簡化電動機控制器的電路結(jié)構(gòu)組成，在實現(xiàn)傳統(tǒng)操作和基本保護功能的基礎(chǔ)上，還具有各種輔助功能和自我保護功能，并使其配有一種現(xiàn)場總線的接口，容易實現(xiàn)遠距離的監(jiān)視、控制和管理，本實用新型提供了一整套智能電動機控制器的技術(shù)方案，該技術(shù)方案的主要技術(shù)內(nèi)容是本智能電動機控制器包括有設置A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的CPU控制單元、模擬量輸入單元、開關(guān)量輸入單元、繼電器輸出單元、存貯器單元、鍵盤及顯示單元和通訊總線驅(qū)動單元，其模擬量輸入單元為傳感設置于三相線上的電壓互感器或電流互感器經(jīng)信號放大濾波電路與CPU的A/D轉(zhuǎn)換通道相連接構(gòu)成，其開關(guān)量輸入單元是由連接設置于CPU單元的各信號端子上的手動按鈕開關(guān)狀態(tài)和電動機工作狀態(tài)的檢測開關(guān)構(gòu)成，繼電器輸出單元為分別設置于CPU單元的各信號端子上的相線接觸器線圈的CPU指令執(zhí)行線路，通訊總線驅(qū)動單元為設置于CPU串行接口的總線驅(qū)動器構(gòu)成。
本實用新型提供的智能電動機控制器除具有傳統(tǒng)操作和功能外，其保護功能、自我保護功能和輔助功能更為全面，它具有短路、堵轉(zhuǎn)、欠流、電流不平衡、接地、缺相、過/欠壓及定、反時限過負荷等多種數(shù)字式保護功能，并能滿足直接起動、可逆起動、星-角起動及軟起動等起動方式；具有先進的三相綜合電量測量測試手段，實現(xiàn)了電動機回路的三相電流、電壓、功率因數(shù)、有功功率、無功功率等、有功電能、無功電能等多達20種電參數(shù)的測量和計量；具有獨立的保護信號動作(或報警)輸出接口，還為DCS或PLC系統(tǒng)對現(xiàn)場設備監(jiān)控提供了極大的便利；針對低壓電動機控制中心(MCC)設計，可實現(xiàn)小型化的外型尺寸設計，適用于MNS、GCS、GCK、GGD等各種抽出式(包括112抽屜)、固定式及混合式的柜型其保護控制單元與多功能顯示操作單元可采用分體安裝結(jié)構(gòu)，安裝/維護極為靈活、便利，在減少布線量的同時，可最合理的使用開關(guān)柜空間；完全替代各種指針式電量表、信號燈、熱繼電器、電量變送器等常規(guī)電器元件，減少了柜內(nèi)線纜及現(xiàn)場施工量，事故記錄功能為馬達故障分析提供了科學依據(jù)；具有過載、過流、欠流、三相不平衡、漏電、過壓、欠壓、起動超時、接觸器分斷或吸合失敗等保護功能可設計標準的網(wǎng)絡通訊接口及MODBUS RTU通訊協(xié)議，可與Modicon、Siemens、GE、AB、Moeller等主流PLC及DCS聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)電動機測控功能遙測一運行參數(shù)測量功能、遙信一開關(guān)運行狀態(tài)監(jiān)視功能、遙控一合閘、分閘控制功能、遙調(diào)一遠方參數(shù)通訊設定功能。本技術(shù)方案改變了傳統(tǒng)的電動機保護與控制模式，在全面實現(xiàn)保護、測量、操作、控制一體化的同時，可方便地應用先進的網(wǎng)絡通訊技術(shù)，為工業(yè)生產(chǎn)過程控制提供了科學有效的現(xiàn)場級保護、測控單元。


圖1為本智能馬達控制器的電路組成框圖圖2為本智能馬達控制器和其使用連接的電路原理圖圖3和圖4分別為模擬量輸入單元兩種實施結(jié)構(gòu)的電路原理圖。
具體實施方式
本智能電動機控制器是以內(nèi)置A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的CPU為中央控制單元，其外圍設有模擬量輸入單元、開關(guān)量輸入單元、繼電器輸出單元、存貯器單元、鍵盤及顯示單元和總線驅(qū)動單元。其模擬量輸入單元是由設置于電動機三相線上的電壓互感器或電流互感器T1、T2、T3為傳感部件，其傳感信號經(jīng)信號放大濾波電路與CPU的A/D轉(zhuǎn)換通道相連接構(gòu)成。其開關(guān)量輸入單元為設置于CPU各信號端子上的手動按鈕開關(guān)和電動機工作狀態(tài)的檢測開關(guān)構(gòu)成，其手動按鈕開關(guān)包括有電動機正轉(zhuǎn)啟動開關(guān)S1、反轉(zhuǎn)啟動開關(guān)S2、電動機停止工作開關(guān)S3和電動機復位開關(guān)S4，在本實施例中，電動機的電力三相線上設有隔離開關(guān)或斷路器Q、正轉(zhuǎn)啟動接觸器Q1和反轉(zhuǎn)啟動接觸器Q2，電動機狀態(tài)檢測開關(guān)為與隔離開關(guān)Q、接觸器Q1、Q2連動的輔助觸點開關(guān)-Q、-Q1、-Q2，還包括直接設置于電動機繞組中的熱敏電阻檢測開關(guān)部件-W，這些檢測狀態(tài)的開關(guān)信號由CPU采入后進行判斷和指示電動機開關(guān)正確與否，如果其接線狀態(tài)不正確，則錯誤燈發(fā)光顯示，如果檢測接線正確時，本控制器“RUN”燈恒亮表示控制器準備就序。繼電器輸出單元為設置于CPU各信號端子211、212上的接觸器Q1、Q2線圈輸出執(zhí)行線路，受內(nèi)部開關(guān)指令繼電器K1、K2控制，當CPU檢測到正轉(zhuǎn)按鈕開關(guān)信號時，其內(nèi)部開關(guān)指令繼電器K1閉合帶動接觸器JQ1、JQ2吸合，控制器由其開關(guān)量輸入單元檢測到其正確吸合后，主回路導通，電動機正轉(zhuǎn)起動運行需故障停車時，CPU內(nèi)部指令繼電器K1、K2均斷開，迫使接觸器JQ1、JQ2釋放，主回路斷開，電動機停止?？偩€驅(qū)動單元設置于CPU串行接口215、216的總線驅(qū)動器構(gòu)成，相聯(lián)構(gòu)成半雙工RS485接口，用于網(wǎng)絡通訊，同時為避免相互干擾，總線驅(qū)動器與CPU的串口接口之間設有光電隔離單元。其存貯器單元及看門狗主要完成上電復位和保存用戶所設置的參數(shù)、站地址、識別號、電動機控制器的各種參數(shù)值等，以避免掉數(shù)據(jù)丟失。
權(quán)利要求1.一種智能電動機控制器，其特征在于它包括有設置A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的CPU控制單元、模擬量輸入單元、開關(guān)量輸入單元、繼電器輸出單元、存貯器單元、鍵盤及顯示單元和通訊總線驅(qū)動單元，其模擬量輸入單元為傳感設置于三相線上的電壓互感器或電流互感器(T1、T2、T3)經(jīng)信號放大濾波電路與CPU的A/D轉(zhuǎn)換通道相連接構(gòu)成，其開關(guān)量輸入單元是由連接設置于CPU單元的各信號端子上的手動按鈕開關(guān)狀態(tài)和電動機工作狀態(tài)的檢測開關(guān)構(gòu)成，繼電器輸出單元為分別設置于CPU單元的各信號端子上的、由CPU內(nèi)部繼電器指令控制的接觸器線圈執(zhí)行線路，通訊總線驅(qū)動單元為設置于CPU串行接口的總線驅(qū)動器構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于電動機狀態(tài)檢測開關(guān)為與電力三相線上設有隔離開關(guān)或斷路器(Q)、正轉(zhuǎn)啟動接觸器(Q1)、反轉(zhuǎn)啟動接觸器(Q2)觸頭開關(guān)連動的輔助觸點開關(guān)(-Q、-Q1、-Q2)，還包括直接設置于電動機繞組中的熱敏電阻檢測開關(guān)部件(W)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于總線驅(qū)動器與CPU的串口接口之間設有光電隔離單元。
專利摘要本實用新型涉及的是電動機工作狀態(tài)實行全面監(jiān)控和完成自動保護的一種自動化控制裝置。本智能電動機控制器包括有設置A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的CPU控制單元、模擬量輸入單元、開關(guān)量輸入單元、繼電器輸出單元、存貯器單元、鍵盤及顯示單元和通訊總線驅(qū)動單元。本技術(shù)具有全面的電動機自我保護功能，適合多種電動機起動形式，能進行多種電力參數(shù)測量、顯示、故障顯示和報警，還應用了先進的網(wǎng)絡通訊技術(shù)，為工業(yè)生產(chǎn)過程控制提供了有效的現(xiàn)場組保護、測控。
文檔編號H02H7/08GK2667768SQ20032012877
公開日2004年12月29日 申請日期2003年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月25日
發(fā)明者劉永勝, 劉海波 申請人:劉海波