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电气控制中的互锁保护与优化控制电路设计

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:电气控制中互锁主要是为保证电器安全运行而设置的。此外,在设备就地控制与远程控制两种模式间也会加上互锁,否则一台设备在现场已有人员操作且未有效沟通的情况下还接受远程控制的话,将大大增加事故发生的概率。注意:U1A异或门、U2A及U2B与非门组成正反转互锁控制电路,以防止单片机在特殊情况下控制逻辑状态不确定,PZ、PF的状态不能同时为低电平,这样可避免电动机无法正常起动而造成堵转烧毁事故。

电气控制中的互锁保护与优化控制电路设计

电气控制中互锁主要是为保证电器安全运行而设置的。几个回路之间,利用某一回路的辅助触点,去控制对方的线圈回路,进行状态保持或功能限制。在正反转控制电路中,“互锁”是为防止相间短路,当其中一个接触器工作时,迫使另一个接触器不能工作的保护环节。

互锁实现的手段一般有三种:电气互锁、机械互锁、程序互锁。

(1)电气互锁 就是将两个接触器的常闭触点接入另一个接触器的线圈回路里,这样一个接触器得电动作另一个接触器线圈回路就不可能闭合通电。

(2)机械互锁 一般通过机械装置(如机械杠杆)来卡住开关。

(3)程序互锁 一般指PLC程序中通过软元件常闭触点来实现。

以高压柜停电为例,如果不断开负荷开关,隔离开关就拉不开;负荷开关及隔离开关不拉开就合不上接地刀开关;接地刀开关合不上就打不开高压柜门。

【场景案例】

生活场景:十字路口交通灯,南北方向绿灯、东西方向必然是红灯,并且东西方向要转为绿灯的前提肯定是南北方向已转为红灯,反之亦然,东西向与南北向交通指示灯之间就是互锁的关系;否则大家都是绿灯通行状态,必然引发交通拥堵及安全事故。

工作场景:工厂里面凡涉及电动机正反转的电路,一般都会应用互锁以增强安全性。此外,在设备就地控制与远程控制两种模式间也会加上互锁,否则一台设备在现场已有人员操作且未有效沟通的情况下还接受远程控制的话,将大大增加事故发生的概率。

【场景案例】

生活场景:十字路口交通灯,南北方向绿灯、东西方向必然是红灯,并且东西方向要转为绿灯的前提肯定是南北方向已转为红灯,反之亦然,东西向与南北向交通指示灯之间就是互锁的关系;否则大家都是绿灯通行状态,必然引发交通拥堵及安全事故。

工作场景:工厂里面凡涉及电动机正反转的电路,一般都会应用互锁以增强安全性。此外,在设备就地控制与远程控制两种模式间也会加上互锁,否则一台设备在现场已有人员操作且未有效沟通的情况下还接受远程控制的话,将大大增加事故发生的概率。

【典型电路】

【典型电路】

该电路的工作原理是:按下按钮SB2,其常闭触点先断开保证KM2线圈失电,这样KM2辅助常闭触点复位闭合,SB2常开触点后闭合接通KM1线圈,KM1辅助常闭触点断开以保证KM2线圈回路断开。

按钮SB3的工作情况与SB2相同,这里不再叙述。

该电路的工作原理是:按下按钮SB2,其常闭触点先断开保证KM2线圈失电,这样KM2辅助常闭触点复位闭合,SB2常开触点后闭合接通KM1线圈,KM1辅助常闭触点断开以保证KM2线圈回路断开。

按钮SB3的工作情况与SB2相同,这里不再叙述。

【拓展电路】

【拓展电路】

该电路的工作原理是:此电路为单片机控制单相电动机的正反转,当单片机I/O输出端口P3.1为低电平,P3.2为高电平时,电子式固态继电器SSR1导通,220V交流电源从C01端接入,通过绕组L1的电流超前通过绕组L2的电流90°,实现单相电动机正转。当P3.1为高电平,P3.2为低电平时,电动机反转,分析过程同上面所述。

注意U1A异或门、U2A及U2B与非门组成正反转互锁控制电路,以防止单片机在特殊情况下控制逻辑状态不确定,PZ、PF的状态不能同时为低电平,这样可避免电动机无法正常起动而造成堵转烧毁事故。

【小结】(www.xing528.com)

1)交流接触器线圈得电时常闭触点先断开,常开触点后闭合。

2)将自己的常闭触点串入对方线圈电路的控制称为互锁。

3)起重机电路通过增加中间继电器KA1、KA2,解决了遥控操作与按钮盘控制的互锁,防止了因使用其中某一个(遥控或按钮盘控制)操作时,同时又使用另一控制装置进行操作而发生事故。

4)梯形图中已经有了软元件的互锁触点,还需在输出电路中增加互锁。

【知识拓展】

PLC控制电路

(1)I/O分配表

该电路的工作原理是:此电路为单片机控制单相电动机的正反转,当单片机I/O输出端口P3.1为低电平,P3.2为高电平时,电子式固态继电器SSR1导通,220V交流电源从C01端接入,通过绕组L1的电流超前通过绕组L2的电流90°,实现单相电动机正转。当P3.1为高电平,P3.2为低电平时,电动机反转,分析过程同上面所述。

注意U1A异或门、U2A及U2B与非门组成正反转互锁控制电路,以防止单片机在特殊情况下控制逻辑状态不确定,PZ、PF的状态不能同时为低电平,这样可避免电动机无法正常起动而造成堵转烧毁事故。

【小结】

1)交流接触器线圈得电时常闭触点先断开,常开触点后闭合。

2)将自己的常闭触点串入对方线圈电路的控制称为互锁。

3)起重机电路通过增加中间继电器KA1、KA2,解决了遥控操作与按钮盘控制的互锁,防止了因使用其中某一个(遥控或按钮盘控制)操作时,同时又使用另一控制装置进行操作而发生事故。

4)梯形图中已经有了软元件的互锁触点,还需在输出电路中增加互锁。

【知识拓展】

PLC控制电路

(1)I/O分配表

(2)PLC接线图

(2)PLC接线图

(3)PLC程序

(3)PLC程序

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