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接触器辅触点在送料系统中的应用

来源:用户上传      作者:邓纯柳

  【摘 要】在皮带送料自动控制系统中,工程电气人员通过将传统接触器辅助触点接入自动控制系统,并配合其他外部线路和内部程序对系统进行优化,能够使传统接触器辅助触点信号达到“一点多用”“多向扩展”的目的。对此类信号的研究与应用,有利于企业挖潜降耗、节约成本,其线路简化、维护方便,优化后的控制方式更能保障企业的安全生产。论文从送料系统中三相交流接触器的控制方法、信号定义,接触器控制的可靠性及改进措施,及其配套电器元件和相应程序等方面论述了接触器辅助点在送料系统中的综合应用效果。
  【关键词】接触器;辅助触点;自动控制;程序优化
  【中图分类号】TP273 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069(2022)05-0126-03
  1 引言
  当前,现代企业的自动化程度不断提高,数控、变频器、伺服机等精细化程控设备比比皆是。但是,使用接触器控制电动机三相动力源的设备依然占绝大多。接触器的控制结构简单、价格低廉、维护方便,适合控制要求不高、生产工艺较为粗放的工厂设备,以及受一定条件制约,暂时无法技改的老旧设备。特别是交流接触器配合异步电动机应用广泛,在各类送料系统的皮带机控制中,更是以三相交流接触器控制为主。本文主要以接触器辅助触点在皮带送料系统中的应用为例,研究接触器辅助触点在现代自动化生产中应用的重要意义。
  本文程序实例截图通过西门子TIA Portal V15.1结合仿真软件进行调试和说明,程序编写方式仅供参考。
  2 控制方法及信号定义
  2.1 控制接触器的接线方法
  在送料系统中,控制皮带机三相交流接触器一般仅需使用一个PLC数字量输出点,该输出点为“1”时,接触器吸合;输出点为“0”时,接触器释放(见图1)。
  图1的两套原理图分别针对两种最具代表性的数字量输出模块的接线方法。方法1适合数字量输出点不带电源的模块;方法2适合数字量输出点自带电源的模块。
  同时,可以使用两个PLC数字量输出点,分别控制交流接触器的吸合与释放,每次控制时输出点和所在隔离继电器只需要短时间得电。如果通过软启动器控制,一般使用两个输出点分别控制的方法[1]。
  这两种方法都需要配合隔离继电器实现,图1中的KA1、KA2就是隔离继电器,其不但可以发挥保护和隔离两路电气元件(主要是PLC模块)的作用,更重要的是它可以利用PLC输出的小功率信号控制三相交流主接触器的大功率线圈(见图2)。
  2.2 接触器辅助触点反馈到PLC的接线方法
  除了控制交流接触器的吸合与释放,还需要在交流接触器的辅助触点上接一个反馈信号到自动控制系统(PLC)的数字量输入模块,该辅助触点一般使用常开触点,具体如图2所示(两种接线方法的区别同图1)。将接触器辅助触点接入控制系统的意义是控制程序检测到该设备接触器反馈信号为“1”时,表示该设备接触器处于吸合状态,若主回路三相电源已送电,该设备在线路完整且功能正常的情况下,电动机已经工作;自动控制系统检测到该反馈信号为“0”时,表示该设备接触器处于释放状态,电动机停止工作。通常,人们将交流接触器辅助常开触点接到自控系统数字量输入点的信号称为“接触器反馈”或“皮带运行信号”。
  3 信号的可靠性及改进措施
  在自动控制系统中,皮带机运行的反馈信号是皮带三相交流主接触器吸合后的反馈,它比PLC输出的令主接触器动作的信号,更能反映出皮带机启动后的电气线路的状态。虽然从这个反馈信号并不能直接确定皮带机已经启动,并正常运行,但可以通过控制回路的一些接线技巧、附加触点和判断程序,增强接触器反馈信号的可靠性,以获得更为肯定、准确的信号[2]。
  ①在条件允许的情况下,同一个主接触器上并联两个或两个以上的常开触点作为接触器反馈信号,再接入PLC数字量输入模块,减少因常开触点接触不良产生的误判,以获得更为准确的信号。
  ②将控制回路的电源进线从三相主回路断路器(空气开关)的前端改到后端,可以避免因主回路三相断路器没有合闸,或因故障产生分断后,接触器依然可以正常吸合动作的缺陷。
  ③使用带有辅助触点的三相主回路断路器,将其辅助点接入PLC数字量输入模块作为三相主回路已上电的联锁保护信号,或将其辅助常开点接入主接触器的控制回路,在断路器分断的同时,断开控制回路。
  ④通过将电机保护控制器或热继电器等保护器动作的信号(常开)接到PLC数字量输入模块,在保护设备动作时,及时切断该皮带的输出信号。
  4 实际生产中的应用
  4.1 输出指示信号
  在自动控制系统中,采集的接触器反馈信号最常用于人机界面(HMI)的显示,这在人机界面(HMI)软件或触摸屏软件上均容易实现,同时,可以利用这个反馈信号,直接或间接让PLC的数字量输出模块控制电控箱、操作箱等设备上的指示灯、报警器或其他装置,用于指示或报警[3]。输出指示信号的通道应采取就近原则。在最终输出的逻辑关系前,可以加入其他条件,对指示信号的输出进行过滤和判断。
  4.2 上下联锁关系
  在料场控制系统中,最终物料流送达的目标设备应最先启动,然后依次启动物料流的源头控制设备,最后完成整个系统全部设备的联锁启动。在送料自动控制系统中,皮带的上下级联锁可以使用PLC输出信号,也可以使用PLC输入信号,但基于安全和设备的总体规律而言,建议只使用皮带运行的反馈信号,即PLC输入信号。因生产和环保的需要,在料场中,可能引入一些除尘环保设备,这些设备需要随皮带的启动而开启,在皮带停机后延时一段时间关闭,这些都需要依靠皮带接触器反馈信号实现自动控制。
  4.3 接触器故障
  由PLC数字量输出模块的对应点到皮带主接触器的动作,是一个较为单纯的控制回路,但是PLC发出输出信号后,接触器能否正常吸合,为皮带电动机三相供,是自动控制程序需要明确的。如果PLC发出输出信号后,并没有在很短的时间内(一般为毫秒级)收到接触器反馈信号,我们就能判断接触器控制回路出现了“故障”[4]。

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