熔斷器保護開關的應用

王福臣

摘 要：設計了一種控制系統，通過主熔斷器并聯帶微動開關的副熔斷器的方式，在主熔斷器熔斷后，副熔斷器也熔斷并觸動微動開關，將微動開關的信號傳遞到PLC控制系統，經PLC邏輯分析后，切斷主回路，并通過HMI屏顯示故障信息，縮短故障排除時間。

關鍵詞：熔斷器；保護開關；PLC控制系統

中圖分類號：TM563 文獻標志碼：A

0 引言

在一些功率較大的電機或電阻爐等設備的主回路保護中，常常會用到熔斷器進行保護，當電流過大時熔絲熔斷實現對設備的保護。當設備出現此類故障停機時，由于沒有相應的報警提示，給故障的排除造成了一定的困難。

本文使用主熔斷器并聯帶微動開關的副熔斷器的方法，通過PLC及觸摸屏HMI控制系統，顯示故障報警點，以縮短故障排除時間。

1 設備介紹

遠紅外加熱爐控制系統通過固態繼電器進行溫度控制，用熔斷器對加熱相關元件進行保護。遠紅外加熱爐共3組9個加熱元件，9個快速熔斷器。原廠家提供的設備控制系統較簡單，在設備出現熔斷器熔斷故障后，不能及時發現設備故障點，只能依靠經驗逐一檢查排除。不僅排除過程費時費力，而且還影響設備的運行安全及產能。

2 控制系統改進設計

2.1 熔斷器保護開關工作原理

在每個加熱回路主熔斷器上并聯一小容量的輔助熔斷器及保護微動開關，在加熱回路出現故障時會先燒毀主熔斷器，隨后副熔斷器會快速熔斷，副熔斷器熔斷后，其芯部會彈出并觸壓微動保護開關，微動開關信號傳到PLC控制系統，PLC控制系統監測到保護開關信號變化后會發出報警信號并通過HMI顯示。同時，通過PLC控制，迅速斷開遠紅外加熱裝置固態繼電器的控制信號，使設備停止運行，保護設備的安全。熔斷器安裝效果如圖1所示。

2.2 控制系統設計

整套控制系統配置為西門子1200PLC及TP700觸摸屏，可以將遠紅外加熱裝置的熔斷器保護信號引入PLC控制系統。經過查找，迅速確定相關器件型號及安裝方式，順利實現了遠紅外控制系統的升級。

2.3 控制原理圖

由于受到控制系統限制，現采取同組內3個保護開關串聯的方式引入PLC控制系統。最好是能將每一個熔斷器保護開關都引到PLC系統內，這樣報警顯示將更準確。實際接線時接微動開關的常閉點，比常開點動作更靈敏、可靠。電氣原理圖如圖2所示。

2.4 離散量報警組態畫面（如圖3所示）

3 設備調試

設備整合完成后，進行了模擬調試。在PLC程序內強制I3.1（或I3.2、I3.3）或模擬觸壓各微動開關，可以迅速在HMI屏上顯示報警信號，并切斷控制回路。在設備實際應用中，曾出現主回路電流表沒有電流的現象，經HMI屏查看故障信息，發現“上組加熱元件保險故障_I3.1”的報警信息，根據提示信息迅速找到燒斷的保險并判明故障原因，極大地減少了設備故障的停機時間，提高了排故效率。

結語

通過對遠紅外加熱裝置熔斷器保護開關的改造，將保護信號添加到PLC及HMI控制系統內，實現了故障狀態的即時報警顯示，降低了設備故障查找時間，并可對故障進行準確的定位，提高了設備的運行可靠性，可操作性。

參考文獻

[1]正泰電器.正泰電器選型手冊[Z].

[2]SIEMENS公司.SIMATIC S7-1200 PLC設備手冊[Z].

[3]歐特克.AUTOCAD軟件應用手冊[Z].

[4]SIEMENS公司.SIMATIC TIA 軟件手冊[Z].