低压启动柜

智能低压启动柜

技术领域

本发明涉及低压配电领域，更具体涉及一种应用于各种功率的电机驱动设备机组，且自带显示、控制和通信功能的智能低压启动柜。

背景技术

电机是通用的工业企业中驱动设备，电机的启动柜是为电机设备供配电及控制运转的关键设备。通常，电机启动柜中的主要部件包括分断设备、启动设备及保护设备。而电机的控制设备通常采用集中控制，在工业企业内的若干个片区各设置一个控制站，各控制站通过I/0接线的方式对所辖设备进行参数、状态采集和控制，每台电机设备至少包括DI电缆、DO电缆，可能包括AI电缆、AO电缆，因此每个电机需要2~4条电缆连接至控制站。而每芯电缆多采用截面积1.5mm2的铜芯线，算上备用芯线，每台电机设备大约共需要15根1.5mm2的铜芯线，其中既需要大量的铜，也需要大量的聚氯乙烯。而全国每年工业用电机超过1亿台，若其中的10%需要采集信号及自动控制，将需要为1000万台电机配套铜芯电缆。按照每条电缆20米计，估算每年需要为电机配套36000吨铜，40000吨聚氯乙烯及辅料。这既是资源的浪费，又加剧环境污染；因此，需要设计出一种新的技术方案给予解决。

相对于工业企业传统的片区设置控制站的模式，采用一种新设计的智能低压启动柜将I/O采集与控制部分集成在电机启动柜中，通过通讯模式实现各设备的协调运行，是分布式控制系统；若采用有线通讯的模式，该智能低压启动柜将传统的星形I/O接线转化为链式接线，并且需网线或2芯屏蔽双绞线，电缆使用量仅为传统模式的1/10；若采用微波通信或GPRS通信的模式，则不需要电缆。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种智能低压启动柜，该智能低压启动柜利用大规模集成电路多年发展的成果，关键部件高度智能化、集成化，技术成熟、结构简单、通用性强，可配套所有需要监视或控制的电机设备，减少线路敷设成本，并且由于减少了线路，极大增加了可靠性和可维护性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：智能低压启动柜，它包括分断设备、启动设备、保护设备、信号采集模块、驱动模块、控制模块以及通信模块，所述分断设备通过动力线路与所述启动设备相互连接，所述启动设备还通过控制线路分别与所述信号采集模块及所述驱动模块相互连接，所述信号采集模块和所述驱动模块均通过控制线路与所述控制模块相互连接，所述控制模块上通过控制线路还与所述通信模块相互连接，在所述启动设备上通过动力线路还连接有所述保护设备，并且所述保护设备通过控制线路还与所述信号采集模块相互连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将信号采集、驱动、控制及通讯功能集成到低压启动柜，设计出智能低压启动柜，柜内可根据具体功率和实际需要布置1台到多台电机的启动及智能部件，采用大规模集成电路多年发展的成果，将关键部件高度智能化、集成化，进而达到技术成熟、结构简单、通用性强，可配套所有需要监视或控制的电机设备，减少线路敷设成本，减少了线路，极大增加了可靠性和可维护性；由一路外供电源提供的主电源经过分断设备、启动设备及保护设备后出柜，再引至所带动的电动机；其中，当电源引入分断设备，正常工作期间分断设备接通，无故障时保护设备接通，由启动设备控制电机的运行或停止，信号采集模块采集电源状态、电机状态、运行参数，送至控制器，通过通讯模块传输给中心控制设备，中心控制设备根据各电机的以上信息及工艺参数判断是否应该运行此设备，并发出控制信号至通讯模块，通讯模块的控制信号传递给本控制器，再由本控制器发出信号给驱动模块，由驱动木块完成启动设备的控制，控制器内包含数据存储功能，可完成对中心控制设备的断线续传和数据追忆功能，由于线路包含保护设备，在故障状态可自动停机并记录故障原因，由于线路包含分断设备，在检修时或长时间不需运行时可断开分断设备，安全切断电动机电源，本发明设计的技术成熟，极大增加了设备的通用性、安全性及可靠性。

附图说明

图1为本发明的主要部件连接示意图。

图中：1-分断设备；2-启动设备；3-保护设备；4-信号采集模块；5-驱动模块；6-控制模块；7-通信模块；8-动力线路；9-控制线路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，智能低压启动柜，它包括分断设备1、启动设备2、保护设备3、信号采集模块4、驱动模块5、控制模块6以及通信模块7，分断设备1通过动力线路8与启动设备2相互连接，启动设备2通过控制线路9分别与信号采集模块4及驱动模块5相互连接，信号采集模块4和驱动模块5均通过控制线路9与控制模块6相互连接，控制模块6上通过控制线路9还与通信模块7相互连接，在启动设备2上通过动力线路8还连接有保护设备3，并且保护设备3通过控制线路8还与信号采集模块4相互连接；分断设备1断路器；启动设备2接触器、变频器或软启动器，并且当启动设备2为变频器或软启动器时，启动设备2自身包含了保护功能，启动设备2上可不配套连接保护设备3；保护设备3热继电器；信号采集模块4和驱动模块5是由单片机和控制线路组成或是由PLC可编程序控制器构成；通信模块7以太网通信、RS485通信、有线通信、微波通信或者GPRS通信；智能低压启动柜还需一路外供电源用来提供主电源。其中，启动设备2是控制运行的核心部件，当启动设备2为软启动器和变频器时，启动设备2自身就包含了保护功能，可不配套保护设备3，在保障安全性和适用性的同时进一步减少线路及线路的敷设成本；信号采集模块4可采集该智能低压启动柜是否供电、判断分析出分断设备1是否合闸、启动设备2是否有输出、保护设备3是否动作、所带动电动机的运行参数（如电压、频率、电流、功率、功率因素等），设计的技术成熟，极大增加了设备的通用性、安全性及可靠性；驱动模块5可驱动启动设备2的输出接通、驱动启动设备2的频率，控制模块6将信号采集模块4采集的信息经转换变换为计算机数据，经数据处理作为驱动部件执行的依据，同时，该数据可存储及通讯，提供人机接口及追忆功能，控制模块6经运算所得的驱动数据，送至驱动模块5转换变成电平信号，再送至启动设备2控制电动机运行，控制模块6可将其自身的数据传递给通讯模块7，也可从通讯模块7接收数据，整个控制流程采用大规模集成电路多年发展的成果，将关键部件高度智能化、集成化，进而达到技术成熟、结构简单、通用性强，可配套所有需要监视或控制的电机设备，减少线路敷设成本，减少了线路，极大增加了可靠性、安全性和可维护性。

本发明工作原理：本发明将信号采集、驱动、控制及通讯功能集成到低压启动柜，设计出智能低压启动柜，柜内可根据具体功率和实际需要布置1台到多台电机的启动及智能部件，采用大规模集成电路多年发展的成果，将关键部件高度智能化、集成化，进而达到技术成熟、结构简单、通用性强，可配套所有需要监视或控制的电机设备，减少线路敷设成本，减少了线路，极大增加了可靠性和可维护性；由一路外供电源提供的主电源经过分断设备1、启动设备2及保护设备3后出柜，再引至所带动的电动机；其中，当电源引入分断设备1，正常工作期间分断设备1接通，无故障时保护设备3接通，由启动设备2控制电机的运行或停止，信号采集模块4采集电源状态、电机状态、运行参数，送至控制器，通过通讯模块7传输给中心控制设备，中心控制设备根据各电机的以上信息及工艺参数判断是否应该运行此设备，并发出控制信号至通讯模块7，通讯模块7的控制信号传递给本控制器，再由本控制器发出信号给驱动模块5，由驱动模块5完成启动设备2的控制，控制器内包含数据存储功能，可完成对中心控制设备的断线续传和数据追忆功能，由于线路包含保护设备，在故障状态可自动停机并记录故障原因，由于线路包含分断设备1，在检修时或长时间不需运行时可断开分断设备1，安全切断电动机电源，本发明设计的技术成熟，极大增加了设备的通用性、安全性及可靠性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。