CN201426052Y - 动力型多重安全保护智能节电*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种动力型多重安全保护智能节电***,它由传感器、自动控制及执行电路、三相交流电源电路、变频运行回路、工频运行回路、检修备用运行回路及PLC故障报警电路组成;所述传感器的输出端接自动控制及执行电路的输入端,所述自动控制及执行电路的三路控制输出端分别接变频运行回路、工频运行回路及三相交流电源电路的控制端;所述三相交流电源电路的一路输出端分别接所述变频运行回路和工频运行回路的输入端,其另一输出端接检修备用运行回路及PLC故障报警电路的输入端;所述工频运行回路的控制输出端接所述执行电路的控制输入端。本实用新型的有益效果是节电效果明显、保护完善、控制能力强。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种动力型多重安全保护智能节电***,适用于水泵、风机、注塑机、自动扶梯等长期处于轻载及变载运行的***。
背景技术
随着社会的发展,在提倡节约型社会的今天,在重视节电的同时安全节电意识也随之增强了,据有关部门调查统计显示电动机耗电量约占全国发电量的60%,其中大多数电动机长期处于轻载运行状态。特别是其中占装机容量一半以上的是风机、水泵、注塑机、自动扶梯等负载。
中国专利公开了“一种全自动电能节省器”(专利号:02248632.1),它由预置电压监控器、电路自动切换器、连接于电路自动切换控制器的延时逻辑控制器、连接于逻辑控制器的执行器构成全自动控制器。执行器的输入端连接预置电压监控器,输出端连接电抗器,电路自动切换控制器的输出端分别连接预置电压监控器及延时逻辑控制器。上述专利的缺点是缺少检修备用运行回路,当主回路出现故障时,没有备用运行回路使用,对重要负载不能保证不间断供电,另外其节电率不是很高,安全性也欠佳。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术中的缺点,而提供一种节电效果明显、保护完善、控制能力强的动力型多重安全保护智能节电***。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案:
本实用新型由传感器、自动控制及执行电路、三相交流电源电路、变频运行回路、工频运行回路、检修备用运行回路及PLC故障报警电路组成;所述传感器的输出端接自动控制及执行电路的输入端,所述自动控制及执行电路的三路控制输出端分别接变频运行回路、工频运行回路及三相交流电源电路的控制端;所述三相交流电源电路的一路输出端分别接所述变频运行回路和工频运行回路的输入端,其另一输出端接检修备用运行回路及PLC故障报警电路的输入端;所述工频运行回路的控制输出端接所述执行电路的控制输入端;所述三相交流电源电路的输入端接三相交流电源;所述变频运行回路、工频运行回路及检修备用运行回路的输出端分别接负载。
本实用新型的有益效果如下:
(1)由于本***采用PLC作为自动控制器,比上述现有技术更加稳定可靠,反应快,软件的各参数修改设定更加方便,以适应不同现场、不同客户的要求。
(2)本***能保证当PLC出现故障时,***从变频运行回路(即节电运行回路)自动切换到检修备用运行回路,保证重要负载不断电且能保证维修人员检修、维护设备时的人身安全。当PLC故障排除后按下启动按钮开关,自动切换到变频运行回路,操作安全简单。
(3)、本***工频运行回路的设置可以保障当变频器故障时,***自动从节电运行回路切换到工频运行回路,使重要负载不因变频器故障停止运行,保障负载安全运行。此时变频器处于待机状态,方便维修人员排除故障。当变频器故障排除复位后自动从工频运行回路切换到节电运行回路,完全实现自动化。
(4)、本***能够根据参数的设定值通过PID调节自动控制被控量(温度、压力、流量等)的实际值达到最好节能的效果。
(5)、本***通过参数设定能实时监控负载是否有节电空间,当负载已无节电空间时,自动从节电运行回路切换到工频运行回路,在满足用户要求的情况下最小限度的减小变频器的损耗。当负载有节能空间时,自动从工频运行回路切换到节电运行回路,自动节能运行。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图。
图2为本实用新型的三种运行回路及PLC故障报警电路的电路原理图。
图3为本实用新型的自动控制及执行电路的电路原理图(其中编程器及键盘未画出)。
图4为本实用新型的工作程序流程图。
具体实施方式
由图1-4所示的实施例可知,它由传感器、自动控制及执行电路、三相交流电源电路、变频运行回路、工频运行回路、检修备用运行回路及PLC故障报警电路组成;所述传感器的输出端接自动控制及执行电路的输入端,所述自动控制及执行电路的三路控制输出端分别接变频运行回路、工频运行回路及三相交流电源电路的控制端;所述三相交流电源电路的一路输出端分别接所述变频运行回路和工频运行回路的输入端,其另一输出端接检修备用运行回路及PLC故障报警电路的输入端;所述工频运行回路的控制输出端接所述执行电路的控制输入端;所述三相交流电源电路的输入端接三相交流电源;所述变频运行回路、工频运行回路及检修备用运行回路的输出端分别接负载。
所述传感器CGQ为下述中的任一种:温度传感器、流量传感器、压力传感器。
所述自动控制及执行电路中的自动控制电路由控制器PLC、编程器、键盘组成;所述控制器PLC的型号为EC10-1614BRA1;所述编程器和键盘分别接控制器PLC的相应输入端;所述控制器PLC的电源端分别接三相交流电源电路中的第二断路器QF2的相应输出端;所述控制器PLC的COMO-COM3端分别接所述第二断路器QF2的L2端;所述控制器PLC的输入端AI1+和AVI1-分别接所述传感器CGQ的输出端;
所述自动控制及执行电路中的执行电路由启动按钮开关SB1、停止按钮开关SB2、转换开关SA2、第一至第三接触器KM1-KM3、热继电器FR1的常闭触点FR1-1、第一至第二指示灯HD1-HD2、第一蜂鸣器FQ1组成;所述启动按钮开关SB1接在控制器PLC的X0端和COM端,停止按钮开关SB2接在控制器PLC的X1端和COM端,转换开关SA2的公共端O点接控制器PLC的COM端,转换开关SA2的工频端GP和变频端BP分别接控制器PLC的X6端和X7端;第三接触器KM3的常开触点KM3-2接在控制器PLC的COM端和X5端之间;控制器PLC的+24V端和S/S端相连接;所述第一接触器KM1、第三接触器KM3的一端分别接控制器PLC的Y0端、Y6端,它们的另一端接所述第二断路器QF2的N端;第二接触器KM2与热继电器FR1的常闭触点FR1-1串联后的一端接控制器PLC的Y1端,其另一端接所述第二断路器的QF2的N端;第一蜂鸣器FQ1和第二指示灯HD2组成变频运行回路故障报警电路,第一蜂鸣器FQ1和第二指示灯HD2的一端分别接控制器PLD的Y4端和Y5端,它们的另一端接所述第二断路器QF2的N端,第一指示灯HD1为变频运行回路工作正常指示灯,其一端接控制器PLC的Y3端,其另一端接所述第二断路QF2的N端。
所述三相交流电源电路由第一至第三断路器QF1-QF3、双电源自动转换器SDY、电压表V、电流表A1、电度表DDB、电压转换开头WV、电流转换开关WA、第三接触器KM3的常开触点KM3-1组成;所述第一断路器QF1的输出端分别接第二断路器QF2、第三断路器QF3的输入端,第二断路器QF2的输出端经第三接触器KM3的常开触点KM3-1接双电源自动转换器SDY的常用端SDY1的输入端,双电源自动转换器SDY的常用端SDY1的N端与第二断路器QF2的N端相连;第三断路器QF3的输出端接双电源自动转换器SDY的备用端SDY2的输入端;双电源自动转换器SDY的常用端SDY1的输出端接电度表DDB的入线端;电流表A1通过电流转换开关WA分别接第一至第三电流互感器CTX1-CTX3的一端,电流互感器CTX1-CTX3的另一端接箱体,第一至第三电流互感器CTX1-CTX3分别套在第一断路器QF1的相应输出线上;电压表V通过电压转换开关WV接在第一断路器QF1的相应输出线上;所述双电源自动转换器SDY的型号为SGATS。
所述变频运行回路由变频器BPQ、第一接触器KM1的常开触点KM1-1组成;所述变频器BPQ的电源输入端R、S、T端分别接所述电度表DDB出线的相应端;变频器BPQ的输出端U、V、W端分别经第一接触器KM1的常开触点KM1-1接负载即电动机M;变频器BPQ的A、B、Y1、IS、AGND端分别依次接所述控制器PLC的X3、X4、X2、AIO+、AO-端;所述变频器BPQ的C、COM端分别接所述控制器PLC的COM端。
所述工频运行回路由第二接触器KM2的常开触点KM2-1、热继电器FR1组成;第二接触器KM2的常开触点KM2-1与热继电器FR1串联后接在所述电度表DDB的出线与所述电动机M之间;电度表DDB的N端接电动机M的外壳。
所述检修备用运行器回路及PLC故障报警电路由第四接触器KM4、第二热继电器FR2、开关SA1、第三指示灯HD3、第二蜂鸣器FQ2组成;第四接触器KM4的常开触点KM4-1与第二热继电器FR2串接后组成检修备用运行回路,其一端接双电源自动转换器SDY的备用端SDY2的输出端,其另一端接所述电动机M;电动机M的外壳接双电源自动转换器SDY的备用端SDY2的N端,第四接触器KM4与开关SA1、第二热继电器FR2的常闭触点FR2-1串联后组成检修备用运行回路的控制电路,其两端分别接双电源自动转换器SDY的备用端SDY2的输出端中的一相和N端;
第三指示灯HD3与第二蜂鸣器FQ2并联后再与第四接触器KM4的常开触点KM4-2串联后接在双电源自动转换器SDY的备用端SDY2的输出端的一相与N端组成PLC故障报警电路。
本实施例的工作过程如下:
1、首先按下列顺序启动本***:
①闭合第一断路器QF1;②闭合第二断路器QF2;③用转换开关SA2选择变频或工频运行;④按下启动按钮开关SB1;⑤闭合第三断路器QF3;⑥把开关SA1打到闭合状态。
2、当闭合第二断路器QF2后PLC得电,把已编好的程序下载到PLC内并使其运行,此时KM3-1闭合使双电源自动转换器的常用端SDY1得电,此常用端SDY1自动闭合。
3、当SA2处于变频位置时,按下启动按钮开关SB1,PLC控制接触器KM1的常开触点KM1-1闭合,此时负载通过变频器BPQ启动,此时PLC将控制变频器BPQ自动运行。当变频器BPQ出现故障时,变频器BPQ的端子A、C导通,此时PLC控制接触器KM2的常开触点KM2-1闭合,工频运行回路导通,与此同时KM1-1断开,变频器BPQ处于待机状态,信号灯HD2亮,蜂鸣器QF1报警。当变频器BPQ故障被排除后复位时其端子B、C导通,PLC控制接触器KM1的常开触点KM1-1闭合,变频器BPQ开始工作,与此同时KM2-1断开,信号灯HD2熄灭,蜂鸣器QF1停止报警,信号灯HD1亮显示恢复变频节电运行的状态。在某些情况下电动机需要满负荷运行,即达到变频器的上限频率(即没有节能空间)通过设定可使变频器BPQ的功能端子Y1与COM导通,并把此信号传送到PLC。如果此信号能持续到设定的时间,PLC控制常开触点KM1-1断开及KM2-1闭合,此时工频运行回路运行,当传感器CGQ所测量的参数小于工频与变频转换的设定值时,PLC控制常开触点KM1-1闭合及KM2-1断开,恢复变频节电运行状态。当按下停止按钮开关SB2,不论此时处于变频运行状态还是工频运行状态负载都停止运行。
当SA2处于工频运行位置时,按下启动按钮SB1,PLC控制接触器KM1的常开触点KM1-1闭合,负载通过变频器启动30秒后断开常开触点KM1-1,并且闭合常开触点KM2-1,自动切换到工频运行回路工频运行(工频运行回路要通过节电运行回路软启动后才能运行)。
当PLC出现故障不能输出时,蜂鸣FQ2报警,KM3不能自保持,使常开触点KM3-1断开,双电源自动转换器SDY的常用端SDY1断电,自动接通双电源自动转换器SDY的备用端SDY2,使接触器KM4得电,KM4-1与KM4-2闭合,HD3点亮,检修备用运行回路导通。当PLC故障已排除,按下启动按钮开关SB1导通节电运行回路。当需要检修或维护节电运行回路或工频运行回路时,断开断路器QF2,节电运行回路和工频运行回路及PLC断电,检修备用运行回路自动导通。当负载在检修备用运行回路运行需要负载停止运行时,把开关SA1打到断开位置,KM4-1与KM4-2断开,可以断开检修备用运行回路。
注:断开SA1后不可再次闭合,只有当负载通过节电运行回路启动以后,开关SA1才能恢复到闭合位置。因为此回路启动方式为直接启动方式,会产生很大的启动电流,5.5KW以上电动机可能无法启动,甚至会损坏电机及电器元件。
Claims (7)
1、动力型多重安全保护智能节电***,其特征在于它由传感器、自动控制及执行电路、三相交流电源电路、变频运行回路、工频运行回路、检修备用运行回路及PLC故障报警电路组成;所述传感器的输出端接自动控制及执行电路的输入端,所述自动控制及执行电路的三路控制输出端分别接变频运行回路、工频运行回路及三相交流电源电路的控制端;所述三相交流电源电路的一路输出端分别接所述变频运行回路和工频运行回路的输入端,其另一输出端接检修备用运行回路及PLC故障报警电路的输入端;所述工频运行回路的控制输出端接所述执行电路的控制输入端;所述三相交流电源电路的输入端接三相交流电源;所述变频运行回路、工频运行回路及检修备用运行回路的输出端分别接负载。
2、根据权利要求1所述的动力型多重安全保护智能节电***,其特征在于所述传感器CGQ为下述中的任一种:温度传感器、流量传感器、压力传感器。
3、根据权利要求2所述的动力型多重安全保护智能节电***,其特征在于所述自动控制及执行电路中的自动控制电路由控制器PLC、编程器、键盘组成;所述控制器PLC的型号为EC10-1614BRA1;所述编程器和键盘分别接控制器PLC的相应输入端;所述控制器PLC的电源端分别接三相交流电源电路中的第二断路器QF2的相应输出端;所述控制器PLC的COM0-COM3端分别接所述第二断路器QF2的L2端;所述控制器PLC的输入端AI1+和AVI1-分别接所述传感器CGQ的输出端;
所述自动控制及执行电路中的执行电路由启动按钮开关SB1、停止按钮开关SB2、转换开关SA2、第一至第三接触器KM1-KM3、热继电器FR1的常闭触点FR1-1、第一至第二指示灯HD1-HD2、第一蜂鸣器FQ1组成;所述启动按钮开关SB1接在控制器PLC的X0端和COM端,停止按钮开关SB2接在控制器PLC的X1端和COM端,转换开关SA2的公共端O点接控制器PLC的COM端,转换开关SA2的工频端GP和变频端BP分别接控制器PLC的X6端和X7端;第三接触器KM3的常开触点KM3-2接在控制器PLC的COM端和X5端之间;控制器PLC的+24V端和S/S端相连接;所述第一接触器KM1、第三接触器KM3的一端分别接控制器PLC的Y0端、Y6端,它们的另一端接所述第二断路器QF2的N端;第二接触器KM2与热继电器FR1的常闭触点FR1-1串联后的一端接控制器PLC的Y1端,其另一端接所述第二断路器的QF2的N端;第一蜂鸣器FQ1和第二指示灯HD2组成变频运行回路故障报警电路,第一蜂鸣器FQ1和第二指示灯HD2的一端分别接控制器PLD的Y4端和Y5端,它们的另一端接所述第二断路器QF2的N端,第一指示灯HD1为变频运行回路工作正常指示灯,其一端接控制器PLC的Y3端,其另一端接所述第二断路QF2的N端。
4、根据权利要求3所述的动力型多重安全保护智能节电***,其特征在于所述三相交流电源电路由第一至第三断路器QF1-QF3、双电源自动转换器SDY、电压表V、电流表A1、电度表DDB、电压转换开头WV、电流转换开关WA、第三接触器KM3的常开触点KM3-1组成;所述第一断路器QF1的输出端分别接第二断路器QF2、第三断路器QF3的输入端,第二断路器QF2的输出端经第三接触器KM3的常开触点KM3-1接双电源自动转换器SDY的常用端SDY1的输入端,双电源自动转换器SDY的常用端SDY1的N端与第二断路器QF2的N端相连;第三断路器QF3的输出端接双电源自动转换器SDY的备用端SDY2的输入端;双电源自动转换器SDY的常用端SDY1的输出端接电度表DDB的入线端;电流表A1通过电流转换开关WA分别接第一至第三电流互感器CTX1-CTX3的一端,电流互感器CTX1-CTX3的另一端接箱体,第一至第三电流互感器CTX1-CTX3分别套在第一断路器QF1的相应输出线上;电压表V通过电压转换开关WV接在第一断路器QF1的相应输出线上;所述双电源自动转换器SDY的型号为SGATS。
5、根据权利要求4所述的动力型多重安全保护智能节电***,其特征在于所述变频运行回路由变频器BPQ、第一接触器KM1的常开触点KM1-1组成;所述变频器BPQ的电源输入端R、S、T端分别接所述电度表DDB出线的相应端;变频器BPQ的输出端U、V、W端分别经第一接触器KM1的常开触点KM1-1接负载即电动机M;变频器BPQ的A、B、Y1、IS、AGND端分别依次接所述控制器PLC的X3、X4、X2、AI0+、A0-端;所述变频器BPQ的C、COM端分别接所述控制器PLC的COM端。
6、根据权利要求5所述的动力型多重安全保护智能节电***,其特征在于所述工频运行回路由第二接触器KM2的常开触点KM2-1、热继电器FR1组成;第二接触器KM2的常开触点KM2-1与热继电器FR1串联后接在所述电度表DDB的出线与所述电动机M之间;电度表DDB的N端接电动机M的外壳。
7、根据权利要求6所述的动力型多重安全保护智能节电***,其特征在于所述检修备用运行器回路及PLC故障报警电路由第四接触器KM4、第二热继电器FR2、开关SA1、第三指示灯HD3、第二蜂鸣器FQ2组成;第四接触器KM4的常开触点KM4-1与第二热继电器FR2串接后组成检修备用运行回路,其一端接双电源自动转换器SDY的备用端SDY2的输出端,其另一端接所述电动机M;电动机M的外壳接双电源自动转换器SDY的备用端SDY2的N端,第四接触器KM4与开关SA1、第二热继电器FR2的常闭触点FR2-1串联后组成检修备用运行回路的控制电路,其两端分别接双电源自动转换器SDY的备用端SDY2的输出端中的一相和N端;
第三指示灯HD3与第二蜂鸣器FQ2并联后再与第四接触器KM4的常开触点KM4-2串联后接在双电源自动转换器SDY的备用端SDY2的输出端的一相与N端组成PLC故障报警电路。
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100317 Termination date: 20130522 |