基于plc控制的過載保護電氣控制設計探討

駱亮

摘 要：現代人設計的電動機過載保護器中是以plc控制為基礎的，屬于電路的形式，其中熱繼電器是該系統中發揮保護作用的主要設備，一旦系統中的電動機出現過載運行的狀態，或者電路中的電流達到了設定的數值后，系統中的熱繼電器就會斷開觸點，使接觸器的線圈失電，而電動機在停止運行的狀態中會迅速響起報警響鈴，技術人員通過組態測試就能夠實現電氣裝置的過載保護作用。本文從過載保護電氣控制的主電路、plc控制回路及軟件程序設計進行研究，探討了具體的設計方案。

關鍵詞：plc控制 過載保護 電動機 電氣控制設計

Discussion on Electrical Control Design of Overload Protection based on PLC Control

Luo Liang

Abstract：The motor overload protector designed by modern people is based on PLC control and belongs to the form of a circuit. The thermal relay is the main device that plays a protective role in the system. Once the motor in the system is overloaded， or after the current in the circuit reaches the set value， the thermal relay in the system will disconnect the contact， causing the contactor's coil to lose power， and the motor will quickly ring the alarm when it is stopped， and the configuration test can realize the overload protection function of the electrical device. This text carries on the research from the main circuit of the overload protection electric control， the plc control loop and the software program design， and discusses the concrete design plan.

Key words：PLC control， overload protection， electric motor， electrical control design

1 引言

現代工業的生產需要電動機作為動力運行的基礎，為生產提供大量的動力能源，但是電動機如果存在負荷運轉或者動能不足的情況，都可能會引發電動機荷載運行不足的情況，影響其運行的狀況。低壓斷路器因為長時間的保護功能通常會在運行一定時間以后才會啟動跳閘保護裝置，如果因電動機發生的故障導致定子電流增加，則轉子的溫度乎快速上升，可能會引發絕緣層損壞的事故，但是如果經過熱繼電器的過載保護，就可以有效的避免這一問題。熱繼電器對系統中電動機做出的過載保護是plc電路中必須的設備，技術人員會將軟元件的常閉觸電寫入編程，那么電路設計中就會融入熱繼電器控制的功能，再結合各個部分的功能發揮出實際的保護效用。

2 plc控制下過載保護電氣控制設計中的主電路設計思路

Plc作為主導控制的電動機運行系統只能允許短時間的過載運行，如果電動機存在長時間負載運行的狀態，則電動機繞組的溫度必然會快速上升，甚至會超過額定的允許值，導致系統中的電動機發生嚴重損壞的情況，所以技術人員在系統中要對電動機的運行情況做出嚴格的監控，利用熱繼電器來防止電動機的長期負荷運行，避免對電動機絕緣裝置及繞組的損壞，可以采用低壓的斷路器作為保護裝置，接觸器則可以成為欠壓保護的裝置，而熱繼電器是過載保護電氣控制裝置中的主要設備。技術人員根據電動機運行的整體需求進一步調整熱繼電器的整定值，可以安排在電動機額定電流的1倍左右，如果電流在進過繞組時檢測到的數值超過了規定的數值，則系統中的熱繼電器保護裝置常閉觸點就會直接打開，對電動機做出保護。在主電路的設計思路中，技術人員可以直接將熱繼電器的保護設計作為主要內容，諸如斷路器、接觸器等裝置都是為了滿足熱繼電器的工作而起到輔助作用的裝置，所以在plc主導的控制系統中，過載保護的電氣控制設計要符合整體的系統保護設計思路，熱繼電器的常閉觸點是保護工作的關鍵，技術人員對主電路的設計要目標明確，分清主次，才能更好的完成電路設計工作[1]。

3 plc控制下過載保護電氣控制設計的plc控制回路設計思路

以plc為基礎設計的電動機運行回路要通過熱繼電器發揮過載保護作用，所以系統中的電動機是被保護的裝置，而熱繼電器才是主要的保護裝置，熱繼電器的常開觸點要與plc控制輸入端連接，常閉觸點則與KM線圈連接，電路運行的信息經過通訊線反饋到觸摸屏中，再將指令傳達到熱繼電器所在的線路中，線路的恒定電壓是220v，熱繼電器與報警燈、報警鈴等裝置并聯，熱繼電器啟動保護裝置時，電流經過報警燈與報警鈴，就會直接觸發報警系統。Plc控制回路采用的常開觸點的連接方式，在系統電動機超過發熱的額定溫度以后，就會對控制回路的主線實行額定溫度的控制，其接動合按鈕SB1會在外接硬開關的部分啟動電動機的運行狀態，SB2在打開狀態時X2的線路會停止電動機運行，指于輸出端的報警指示燈，會直接顯示故障并報警，接觸器所連接的線路包含KM線圈的控制區域，會影響線路的得電與失電情況，在控制KM主接觸點的閉合與斷開時，報警鈴的連接就可以在線路發生故障時會直接報警。Plc控制的形式中因回路的并連設計將報警燈、報警鈴與熱繼電器形成連接，可以通過觸摸屏對整體的運行狀況發出指令，又可以在系統電動機出現問題時直接開啟熱繼電器的保護設定，諸如SB1與SB2線路中受到X1與X2開關的影響，以此構成了plc過載保護電氣控制回路設計的接線路，可以更好的滿足電動機過載運行的保護工作，并且能夠在實際應用中做出有效的報警工作。由圖1所示的plc控制回路系統接線圖中也可以看出，技術人員在設計plc控制回路時，仍要注重熱繼電器裝置的并聯，但報警鈴與報警燈的裝置也同樣重要，外接入的觸摸屏成為plc控制的必要裝置，在設計中加強對線路的安置，可以更好的維護整體運行的效果[2]。

4 plc控制下過載保護電氣控制設計的軟件程序設計思路

技術人員在三菱plc編程中完成軟件程序的設計，如圖2所示，編程的設計過程包括六個部分，與圖1中所示的控制回路設計是對應的。電路的電動機在運行狀態中，技術人員按下SB1按鈕時，plc會觸發熱繼電器中的觸點動作，那么熱繼電器的001線圈就會直接得電，內部的硬觸點此時是閉合的狀態，而基礎漆的線圈也會得電，線圈的主觸點此時也是閉合的狀態，并且電動機會正常開始運行。在技術人員按下SB2按鈕時，熱繼電器的002觸點開啟動作，會使之前的001連接的線圈直接失電，內部的觸點處于斷開的狀態，則線圈會直接失電，主觸點會斷開導致電動機的運行終止。如果電動機在線路中處于過載運行的狀態，那么熱繼電器的發熱元件救護在工作中完成觸點動作，通過控制線圈失電與得電來形成保護作用，線圈自身主觸點的斷開是對電力系統的雙重保護作用，而且會直接觸發報警鈴令其發聲。大約經過幾秒鐘以后，電力系統中連接的定時器會開始動作，常開觸點閉合的裝置，001與002線圈都會失電，則報警裝置會停止運行，在T0觸點斷開時，定時器會迅速復位，為下一次保護做好準備。技術人員在設計軟件程序時，要注重對整體線路觸點閉合與斷開的聯動，系統的運行不能突然中止，恢復保護作用需要涵蓋報警裝置與自動復位裝置，在數字化的編寫程序中，技術人員要充分考慮到各個電路及線圈中連接裝置，有效發揮熱繼電器在線路中起到的保護作用[3]。

5 plc控制下過載保護電氣控制設計的組態監控設計思路

技術人員對于監控人機界面的設計可以利用觸摸屏完成，在系統開發中的人機界面，可以對工業生產所應用的人機交互系統進行過程的控制，實現在線生產的監控，準確的讀取相關數據，并應用于系統的驗證開發，觸摸屏中會有相關啟動裝置與開關裝置，經過指示燈的閃爍及報警鈴的響動完成信息傳遞。人機組態界面設計包括系統中SB1與SB2按鈕的工作狀態，要接入電路系統的指示燈、蜂鳴器等硬件設施，再通過界面設備的有效控制，對其運行狀態實現監管，可以與plc對應的連接通道形成信息交互，在觸摸屏中顯示出來，如運行指示燈的開關量讀寫入001，此時電動機的指示燈處于啟動的狀態;報警指示燈的開關量讀寫入000，此時電動機的指示燈處于報警的狀態。設備與觸摸屏相連接的狀態下，技術人員在測試電動機運行狀態時，會啟動過載保護的動作，導致線圈失電，而主電路接觸器的主觸點是斷開的，那么失電就會保護電動機，使電動機停止運行的狀態[4]。

6 結語

技術人員在研究電動機過載運行狀態下如何開啟保護裝置，需要從plc控制的角度研究額定電流到達整定值時對保護裝置的出發，保護電動機的方式有許多種，根據電動機過載運行的不同情況，系統可以采取不同的保護措施，防止過載運行對電動機的損壞，則技術人員也要研究更加穩定、易于實現的保護裝置，才能在實際的應用中呈現出更好的效果。

參考文獻：

[1]劉麗輝.plc控制系統中電動機過載保護方法的探究[J].電子世界，2020（23）：53-54.

[2]王志華，郭英芳.基于plc控制的過載保護電氣控制設計[J].科技視界，2018（16）：76-77+114.

[3]喬計，張永勝.基于plc控制的過載保護的接法[J].山東工業技術，2015（02）：201.

[4]張改蓮.基于plc的平面磨床電氣系統的改造[J].機電一體化，2013，19（10）：78-80.