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PLC是怎么检测到电动机故障的?该注意哪些问题?

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发表于 2018-10-31 08:33:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
plc可通过温度传感器(如果电机内部有的话),继电器、GV2系列电机保护器等方法传递给PLC,再在PLC梯形图编制识别指令,以判电机运行是否正常。一旦电机温升过高、缺相、短路等故障时,就会立即作出反应,切断控制电机运行输出,使控制电源的交流接触器断电释放。从而切断电机电源。
如果是普通低压电机,如一般中小型(200kW以下)的低压电机我们通常用不着PLC判断故障。因为这类电机的使用要么是纯电气控制起停和保护就够了,要么是低压变频器控制和调节,故障由变频器判断了,不用PLC帮忙。
如果是大型高压电机,一种是常用的就是继电保护装置来判断故障,PLC在保护的灵敏度和精确度是不如继电保护装置的,所以不用他判断。一种是软启动如常见的变频软启动器,液阻,磁控软启动等都有专门的一套控制器来判断故障,软启动结束后还是要靠继电保护装置来判断故障。
还有一种就是给电动机附加了一些温度,振动等监测设备的,这些量的变化通常周期较长,一般可以用PLC来实现监测报警,通过人为判断是否停下来处理。这种问题通常不算电机有故障。
只有在大型发电机组上,我们才将一部分相关的参数如 轴承润滑油温,轴的振动,轴向位移,甚至定子线圈和出口风温等列入PLC去判断发电机故障决定是否停机。
总体来说PLC大多只用在显示故障的情况,用来人机交互的,很少用来直接判断电动机的故障。

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 楼主| 发表于 2019-3-20 21:37:49 | 显示全部楼层
电动机故障经常有过载、过电流、过电压、缺相等,如果故障不及时检测到、排除,电机有可能损坏。在我们设计PLC程序时,对电机应该设计报警、故障显示等,必须添加保护装置如热继电器等。如果电机由变频器变频调速控制,对电机的运行状态可以实时检测到,如果电机发生故障,变频器会停机切断电机电源保护电机直到排除故障。
那么PLC是如何检测电机故障,如果是变频器驱动电机运行,在变频器的输出端子组,我们可以把个端子定义为变频器故障、过载预警、欠载运行,输出端子类型是继电器型,把变频器的输出接入到PLC的输入,如果需要得到变频器运行的具体数据,例如电流、电压等信号,我们可以采集模拟量输出信号(0~10v,0~20ma),这些信号可以检测出变频器运行频率、输出电流、输出电压、转矩等参数,在变频器输出参数里设置可以根据我们的需要选择改变。这样采集到这些信号后,我们就能随时检测到电机的运行状态,当数据超过我们设定的范围,我们可以选择报警输出、发出故障信号、切断电机运行等操作。
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如果没有变频器带动电机,我们也可以添加一些传感器采集到电机的电流、电压信号,同样输出到PLC中进行数据分析,建立报警、故障系统显示等,还可以安装热继电器,当电机过载、过电流时可以立即切断电机电源从而保护电机。

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 楼主| 发表于 2019-5-15 08:15:25 | 显示全部楼层
PLC只是一个微型控制器,从这个角度来看,它侧重点在于处理简单的数据和判断状态,而电动机故障难点在于测量,因为需要不同的传感器才可以判断一个电机是否相对合理,但是电机空间又非常小,并不适合安装非常多的传感器,所以通过PLC判断电动机是否有问题,往往都是一些简单类型的,比如过热和过流,但是电机是否正常是需要有很多维度变量来描述的,比如下边这张图,想全部监控这些数据是异常困难的。
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单纯的工频供电控制的电机,比如没有按照调速系统的三相异步电机,在工作时候,一般只会在主回路里边按装了过热保护装置,实现所谓的过载保护。本质也就是利用一些双金属片之类的东西,串联到电机工作主回路,当电机电流突然变大了,比如超过额定电流多少秒,双金属片会因为大电流发热而变形,推动拨杆之类的装置让触点状态发生变化,这个触点可以用来给继电器或者PLC来切断主回路,从而保护了电机长期过载状态,避免烧掉电
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上边的触头,可以是常开,也可以是常闭的,一般用FR表示,如果有多组这样的电机,同时按照了过热保护,分别会输出FR1,FR2,FR3......这样的触点信号,可以直接接入PLC的输入端子,也可以通过中间继电器隔离后再输入,比如下图这样。
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和主回路联锁起来,是这样一张图,只画了FR1这个回路,其他的完全一样,可以参考。
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实际上这个过程,只起到一个隔离和数据采集类似的作用,完全可以通过传统的继电器来完成的。当然,市场上还有所谓的电机综合保护器,结构上和过热保护是比较相似,但是添加了很多功能,比如可以实现过流过载,堵转,过压,欠压,漏电,三相不平衡,缺相,甚至轴承磨损,定子出现偏心等类型故障检测,把它的触点信号类似接入到PLC里边,就可以实现PLC对故障的控制和管理了。
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 电机保护器的作用是给电机全面的保护,在电机出现过载、过流、缺相、堵转、短路、过压、欠压、漏电、三相不平衡、过热、轴承磨损、定转子偏心时,予以报警或保护的装置。实际上,现在的电机很多都带有驱动装置了,比如变频器广泛应用于异步三相电机的调速里边,而这些驱动器本身已经带了各种电机状态的检测功能,能及时判断和处理故障,PLC只需要读取变频器的故障情况,就可以间接控制电机的故障了。
因为PLC有扫描周期,使用PLC来检测和控制电机故障时候,需要注意到这个滞后问题,特别是过载之类的报警,往往需要在短时间内做出反应,及时切断电源的,如果因为扫描周期耽搁了,就会发生电机被烧掉的问危险,有些甚至可能会危及设备和人身,所以使用PLC来控制检测电机状态是可以的,应该作为一种二次性质的监控处理,并不能用来做实时故障控制。

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