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简析水泵平稳启动的控制电路设置

异步电动机以其优良的特性得到了方泛的应用,但是在使用异步电动机过程中容易出现一个问题。那就是在水泵电机启动时会产生较大的电流,使得异步电机的使用寿命不长,而软启动器的出现解决了这个问题。软启动器可以通过电路上的设置,在电机启动时,控制其电流从小到大逐步变化,直到水泵平稳启动完成。

软启动器有如下特点和功能:

1、丰富的数码显示功能。内置14种语言,菜单系统如同手提电话一样,可预先编好设置,还有自动状态和事件记录功能。这使得设置和操作变得简单、方便。

2、可调功能优良丰富。内部的许多参数都是可调的。

3、可编程信号继电器。可以预设报蝥信号、故障信号和其他事项。

4、力矩控制。与传统的电压控制相比,PST软启动器使用力矩控制电动机加速或者减速。

5、先进的集成保护。对于ca88会员登录的保护有:集成电子过载继电器、相监测继电器,以及大电流和PTC保护。对于软启动器的保护有先进的可控硅保护。

6、模拟量输出信号功能。其中输出信号种类众多多,包括主电路电压、电机运行电流、电动机温度、有功功率、无功功率等等,输出类型可以是0-10V的标准电压信号,也可以是标准的电流信号。这些输出信号可以传送给PLC或者上位机作为控制的参考依据。


在了解情况后,我们得知聚氨酯反应釜三期系统的3个PU釜和1个PET釜搅拌电机的额定功率均为75KW,考虑到要保留一定的功率余量,最终选取PST175-600-70软启动器。该软启动器的额定功率为90KW,额定电流为175A,完全可以满足系统的实际需求。

图1:水泵电机软启动主控电路图

水泵电机软启动主控电路图

单个PU釜电机主控系统采用双软启动器。其中,三相倒顺闸刀2DK1和2DK2用来做主/备之间的切换,这样做的目的也是为了确保水泵电机能够正常的启动,因为在聚氨酯生产过程中,连续搅拌反应釜的正常工作至关重要。当三相倒顺闸刀2DK1拨到2R1、2S1、2T1侧,2DK2拨到2U1、2V1、2W1侧时,主用软启动器回路形成,主软启动控制1号PU釜电机软启动;反之,备用软启动器回路形成。断路器2QF2和2QF3负责电源的通断。热继电器2FR用作水泵电机的过载保护。详细的部分软启动器接线(为了显示清楚,此处只截取主用软启动器部分电路图分析,备用软启动器电路原理相同)。具体线路分析如下:

⑴主回路接线:将ABB软启动器按照上图所示接在主回路中,三相电负责对主回路供电。此处要注意:操作软启动器时,必须首先保证接地端子己经接地,否则不允许操作软启动器。

(2)控制回路接线:将三相电的中性线和相线分别接到软启动器端子1和2,负责对控制回路进行供电,中间使用断路器2QF4进行通断,控制回路电压为220V。在实际软启动器安装过程中,将功能接地端接在软启动器背后的安装板上。

(3)其他部分端子接线:软启动器启动和停止的电源由内部的自锁电路提供。在图中,带灯按钮2SB1作为启动按钮,带灯按钮2SB2作为停止按钮,两者短接在一起,并且连接在端子10上。这样的做法,主要是为了方便ca88手机版厂对水泵电机进行控制。端子8和9按照安装说明书进行短接。注意:这些接线端子只能连接24V电压,如果电压过高,可能会破坏软启动器而导致其无法正常工作。此外,每台PST软启动器还外接了一个电流表用来实时监测电机启动时的电流。

(4)旁路继电器电路:由于我们采用旁路型方法使用PST软启动器,而该型号的软启动器不自带旁路接触器,因此需在电路中加装外置旁路接触器,具体线路设计如图所示。当按下2SB1时,软启动器工作,使得水泵电机电流、电压逐步升高。当釜电机电压达到设定值时,继电器2KA2线圈得电,其常开触点闭合,旁路交流继电器2KM1-1线圈得电,继电器2KM1-1常开触点闭合,控制釜电机全压运转,2HL3灯亮,此时软启动器相当于被短路。当系统发生过载时,负责热保护的中间继电器2KA5线圈得电,使得其常闭触点断开,旁路交流继电器2KM1-1线圈所在电路断开,控制水泵电机停转。当软启动器故障时,其端子20产生高电平,使得2KA1线圈得电,故障指示灯2HL2亮,显示故障。其中熔断器2FU1、2FU2、2FU3负责保护指示灯,防止所在电路短路。热继电器2FR作为釜电机过载保护。


除此之外,上述PST软启动器还使用模拟量输出功能。软启动器模拟量输出4~20mA标准电流信号给PLC,用来表示水泵电机电流大小的0〜100%,PLC再通过传给上位机,通过PC机画面进行实时的数据监测显示。13种物料在之前的一期或者二期系统中己经使用,分别是TOL、MEK、DMF1#、DMF2#、DMF3#、PET3#、PET4#、PET6#、PET7#、PET8#、PTMG-2000、PTMG-1000(二期系统新增)和MIX。除此之外,三期系统还新增了10种物料和1种备用物料,总计24种。为了节约成本和便于厂房设计,ca88手机版厂决定将其中与老系统相同的13种物料,仍然使用老系统的物料泵,即采取与老系统共用物料泵设计。新系统中,与老系统共用的13个物料泵通过与老系统的中间继电器并联,来控制对应泵的交流接触器,从而实现对物料泵开关的控制。而另外的11种新增物料,直接采用接触器控制物料泵。我们以2号物料泵为例,详细介绍其电路设计。


380V交流断路器QF2负责2号物料泵的电源通断。FR2是热继电器,用来对电机进行热保护。KM2是接触器,用来控制泵电机的开关。在右边的控制电路中,2T1和2N1为220V电源线,2ZJ02是控制KM2的中间继电器,2ST2是时间继电器,2SB211和2SB212是带灯按钮,2YKA21、2YKA22、2YKA23是由PLC输出模块控制的继电器。中间继电器KA10,是通过两档开关控制其线圈得失电。当2SB0处于如图状态时,表示泵处于自动工作状态;反之,则表示泵处于手动工作状态。其中中间继电器线圈2KA10〜2KA15分别对应着24种物料,比如2KA11线圈对应着5号、6号、7号、8号物料。而继电器2KA16对应着PLC的输入信号10_0,用来作为系统的泵手动/自动切换信号,输入给PLC。


当操作员按下操作台上的启动按钮2SB212,中间继电器2ZJ02线圈得电,2ZJ02常开触点闭合,接触器KM2线圈得电。所以接触器KM2常开触点闭合,泵电机启动。当下料结束时,按下停止按钮2SB211,ca88手机版停止。三期系统2号物料泵的开与关,是通过中间继电器2ZJ02来控制的,而且,可以从图中可以看出,通过中间继电器常开触点ZJ02、1ZJ02、2ZJ02(分别表示一期、二期、三期系统的中间继电器常开触点)的并联,实现了三套系统中相同物料使用同一个物料泵来抽取物料。


当系统需要自动下料时,将两档开关2SB0打到自动处,即2SB0处于断开状态,继电器2KA10线圈不得电,当PLC控制2YKA21、2YKA22、2YKA23有输出时,时间继电器2ST2线圈不得电,使得时间继电器2ST2常开触点保持断开状态,所以操作员在操作台按下按钮2SB211和2SB212不产生效果。相反地,PLC可以通过控制继电器2YKA21、2YKA22和2YKA23任意中的一个的常开触点闭合,使得中间继电器2ZJ02线圈得电,从而控制接触器KM2的常开触点闭合使得泵电机启动。其中继电器2YKA21、2YKA22和2YKA23分别对应着一期、二期、三期系统中2号物料的PLC输出信号,PLC输出信号Q40.3、Q40.4、Q40.5分别负责继电器2YKA21、2YKA22和2YKA23线圈的得失电。


FR1和FR2表示热继电器,对电路起到热保护作用。例如,当FR2常闭触点断开时,控制泵启动的接触器电路断开,泵停转;与此同时,热继电器FR2常开触点闭合,使得负责故障显示的继电器线圈GZ2得电,故障信号倍送往PLC参与控制。此外,控制2号物料泵的中间继电器常开触点,是与一期、二期的并联控制接触器KM2的,这样的改造设计使得新老系统共用同种原料的泵,大大节省了成本,也简化了化工厂厂房的管道设计,对后面系统的设计也带来了方便。至于11个新增物料泵,直接采用接触器进行控制,但其大部分电路设计理念与共用物料泵的电路相同,所以此处不予列图复述了。


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点击次数:  更新时间:2018-02-03 09:30:30  【打印此页】  【关闭