制丝车间电气维修试验平台及其安装方法技术

本发明专利技术公开一种制丝车间电气维修试验平台及其安装方法，平台采用控制柜，主要分为器件布局、电气布线、总线铺设三个部分。器件布局由PLC模组、分布式I/O模组、变频器、三相交流异步电动机、若干空气开关、短接条和导线组成。电气布线部分采用380V交流动力电源和220V交流辅助电源。总线部分采用串行总线，总线由CPU引出至分布式I/O模组进线端，再由分布式I/O出线端接至变频器模组。本试验平台依据制丝车间目前常用的电气系统架构搭建，电气线路故障排查、结构化程序设计、总线通信、电机变频驱动的训练，目的在于帮助维修人员全面熟悉制丝电气控制系统、针对控制中的难点进行维修训练从而提高职业技能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于试验设备领域，具体涉及烟草电气的制丝车间技能培训领域，涉及一种制丝车间电气维修试验平台，该平台可以进行电气线路故障排查、顺序控制、总线通信、电机变频驱动等几个方面的训练。
技术介绍
在烟草行业中，制丝车间具有设备电控复杂、种类繁多、关联性强、上手不易等特点。对于维修电工而言，在不熟悉系统的情况下贸然对控制系统进行维修操作容易造成设备故障和人身安全事故。制丝车间经过长期实践认识到：(1)单纯的理论培训并不能很好的让维修电工掌握复杂设备，尤其在线路排查、结构化程序设计、总线通信、电机驱动方面，还需要大量的实操训练，而对实际控制系统进行实操训练很容易影响正常生产，严重时甚至损坏设备；(2)维修经验具有一定的代表性，通过大量的维修实践，制丝车间总结了很多设备维修经验，现急需一个试验平台把维修经验传授分享；(3)在研发新控制程序后，如果直接下载到实际系统中运行，可能导致不可预料的风险；所以，构建一个和实际控制系统相类似的电气试验平台有实际意义。在平台上不仅可以进行电气线路故障排查、结构化编程、总线通信、电机变频驱动等几个方面的实操训练，还可以分享讨论实际的维修经验，帮助维修人员熟悉制丝电气控制系统、全面提高职业技能。
技术实现思路
由于制丝设备具有电控复杂、种类繁多、关联性强、上手不易等特点。为了从根本上帮助维修人员全面熟悉制丝电气控制系统，本专利技术提供一种制丝车间电气维修试验平台及其安装方法，其依据制丝现阶段实际使用的控制系统设计，着重突出线路排查、结构化程序设计、总线通信、电机驱动几个方面的维修技能训练。目的在于帮助维修人员全面熟悉制丝电气控制系统、进行维修训练从而提高职业技能，并为电工维修经验的分享和讨论提供平台。本专利技术通过下列技术方案完成：一种制丝车间电气维修试验平台，平台包括器件布局部分、电气布线部分、网络铺设部分；平台的器件布局部分采用控制柜，器件通过导轨安装在控制柜中，导轨与地线连接；器件布局部分包括空气开关模组、PLC模组，分布式I/O模组、端子排、变频器模组，各个模组间距离不小于15CM；电气布线部分：包括380V交流动力电源和220V交流辅助电源；网络铺设部分：总线采用串行总线将各器件进行连接，由CPU引出至分布式I/O模组进线端，再由分布式I/O出线端接至变频器模组。进一步地，控制柜从上至下共划分4个区域：第一区安装空气开关模组；第二区从左至右依次安装：PLC模组，分布式I/O模组；第三区安装端子排；第四区从左至右依次安装：变频器模组，220VAC转24VDC电源转换器；各个模组间距离不小于15CM；电机放置在控制柜外。进一步地，380V交流动力电源连接驱动变频器、分布式I/O模组；220V交流辅助电源一部分连接PLC模组、数字计算机和照明设备，另外一部分转换成24V直流辅助电源组接口，用于连接分布式I/O接口模块、光电传感器。进一步地，所述的器件布局部分，所用到的器件有：三相空气开关：第一空气开关(QF1)、第二空气开关(QF2)、第一ET转接开关(QF1ET1)；单相空气开关：第二空气ET转接开关(QF2ET2)、第三空气开关(QF3)、第四空气开关(QF4)；220VAC转24VDC电源转换器；PLC模组为西门子S7-400模组；导线若干。进一步地，总线采用西门子公司PROFIBUS串行总线。进一步地，所述的S7-400模组，由电源模块PS和带DP接口的CPU414块组成。进一步地，所述的分布式I/O模组，由DP通信接口IM151、2块4输入点的数字量输入模块DI、2块数字量输出模块DO、1块模拟量输入模块AI、1块模拟量输出模块AO、1块电机驱动馈电器DS和一台三相异步电动机组成。进一步地，所述的变频器模组由丹佛斯变频器和三相异步电动机组成。进一步地，所述的电气布线部分，采用制丝车间电控布线：引入380V交流动力电源和220V交流辅助电源母线，380V动力电源母线(L1、L2、L3)经第一空气开关(QF1)接入控制柜，再使用其中一条母线(L3)及中性线(N)作为220V辅助电源母线；380V动力电源布线：(1)一路经第二空气开关(QF2)接入到第一到第三变频器(T1、T2、T3)接口，变频器U、V、W接口接至1号三相异步电动机；(2)一路接入分布式ET子站馈电器的三相输入端，馈电器输出端接至2号三相异步电动机；220V辅助电源布线：辅助电源下挂五路；一路接至PLC模组的电源输入端；一路接至220VAC转24VDC电源转换器输入端；220V辅助电源一路经第三空气开关(QF3)接至照明灯；一路经第四空气开关(QF4)接至计算机插座；一路经第二空气ET转接开关(QF2ET1)接至ET中。进一步地，所述的220VAC转24VDC电源转换器，输出端L+/24VDC、OV/24VDC接至端子排，把各个端子进线端与L+短接，形成L+电源组供信号使用。一种制丝车间电气维修试验平台的安装方法，包括如下步骤：第一步，安装导轨和元器件，把控制柜从上至下分为划分4个区域：第一区安装空气开关组；第二区从左至右依次安装是：S7-400模组，分布式IO模组；第三区安装两排端子排；第四区从左至右依次安装变频器模组，220VAC转24VDC电源转换器；安装时首先安装金属导轨，各导轨均和地线(PE)连接，然后在导轨上按上述顺序逐个安装元器件，每个模组间距离不小于15CM，在各个区域周围安装线槽；第二步，380V动力电源电气布线，动力线依据车间实际情况模拟布线；380V动力电源接到QF1的进线端，出线端接至QF2和QF1ET1的进线端QF2的出线端接至变频器，为变频驱动提供电源，变频器输出端接1号三相异步交流电动机；QF1ET1的出线端接至分布式ET馈电器，为直接驱动提供电源，馈电器的出线端接2号三相异步交流电动机；第三步，220V辅助电源电气布线，辅助线依据车间实际情况模拟布线，选取三相动力电源的L3、N相作为220V辅助电源，辅助电源共分为五路：一路接至PLC模组的电源输入端L、N；一路接至220VAC转24VDC电源转换器输入L、N端；一路经空气开关-QF3接至照明灯，提供控制柜内的照明；一路经空气开关-QF4接至计算机插座，仅供计算机使用；一路经空气开关-QF2ET1接至子站ET1中，留以备用；第四步，L+/24VDC和0V/24VDC端子组接线，把第三步中电源转换器的L+输出端接至L+/24VDC端子组，并把端子组进线端用短接条短接，构成一组L+电源，同理，再构建一组0V电源，这两组电源用于信号输入提供接口，根据实际使用需要外接按钮、光电传感器、外接输入设备；第五步，网络铺设：使用西门子专用PG接头，由S7-400的DP口引出，接至分布式I/O模组IM151进线端，再从IM151出口接至变频器模组，设置终端电阻；第六步，调试并导入案例。本专利技术的设计思路为：1)器件布局方面，充分考虑了干扰的其使用性，选用和制丝控制系统同品牌的器件，让受训人员熟悉电气元器件的规格、容量等基本参数。2)根据制丝车间长期人才培养经验，本平台突出线路故障排查训练。采用和制丝控制系统相同的电气布局设计，可在平台上设置故障点，让受训人员最大程度掌握车间电气线路。3)根据制丝车间长期人才培养经验本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制丝车间电气维修试验平台，其特征在于，平台包括器件布局部分、电气布线部分、网络铺设部分；平台的器件布局部分采用控制柜，器件通过导轨安装在控制柜中，导轨与地线连接；器件布局部分包括空气开关模组、PLC模组，分布式I/O模组、端子排、变频器模组，各个模组间距离不小于15CM；电气布线部分：包括380V交流动力电源和220V交流辅助电源；网络铺设部分：总线采用串行总线将各器件进行连接，由CPU引出至分布式I/O模组进线端，再由分布式I/O出线端接至变频器模组。

【技术特征摘要】
1.一种制丝车间电气维修试验平台，其特征在于，平台包括器件布局部分、电气布线部分、网络铺设部分；平台的器件布局部分采用控制柜，器件通过导轨安装在控制柜中，导轨与地线连接；器件布局部分包括空气开关模组、PLC模组，分布式I/O模组、端子排、变频器模组，各个模组间距离不小于15CM；电气布线部分：包括380V交流动力电源和220V交流辅助电源；网络铺设部分：总线采用串行总线将各器件进行连接，由CPU引出至分布式I/O模组进线端，再由分布式I/O出线端接至变频器模组。2.根据权利要求1所述的一种制丝车间电气维修试验平台，其特征在于，控制柜从上至下共划分4个区域：第一区安装空气开关模组；第二区从左至右依次安装：PLC模组，分布式I/O模组；第三区安装端子排；第四区从左至右依次安装：变频器模组，220VAC转24VDC电源转换器；各个模组间距离不小于15CM；电机放置在控制柜外。3.根据权利要求1所述的一种制丝车间电气维修试验平台，其特征在于，380V交流动力电源连接驱动变频器、分布式I/O模组；220V交流辅助电源一部分连接PLC模组、数字计算机和照明设备，另外一部分转换成24V直流辅助电源组接口，用于连接分布式I/O接口模块、光电传感器。4.根据权利要求1至3任一项所述的一种制丝车间电气维修试验平台，其特征在于，所述的器件布局部分，所用到的器件有：三相空气开关：第一空气开关(QF1)、第二空气开关(QF2)、第一ET转接开关(QF1ET1)；单相空气开关：第二空气ET转接开关(QF2ET2)、第三空气开关(QF3)、第四空气开关(QF4)；220VAC转24VDC电源转换器；PLC模组为西门子S7-400模组；导线若干。5.根据权利要求1至3任一项所述的一种制丝车间电气维修试验平台，其特征在于，总线采用西门子公司PROFIBUS串行总线。6.根据权利要求4所述的一种制丝车间电气维修试验平台，其特征在于，所述的S7-400模组，由电源模块PS和带DP接口的CPU414块组成。7.根据权利要求1至3任一项所述的一种制丝车间电气维修试验平台，其特征在于，所述的分布式I/O模组，由DP通信接口IM151、2块4输入点的数字量输入模块DI、2块数字量输出模块DO、1块模拟量输入模块AI、1块模拟量输出模块AO、1块电机驱动馈电器DS和一台三相异步电动机组成。8.根据权利要求1至3任一项所述的一种制丝车间电气维修试验平台，其特征在于，所述的变频器模组由丹佛斯变频器和三相异步电动机组成。9.根据权利要求1至3任一项所述的一种制丝车间电气维修试验平台，其特征在于，所述的电气布线部分，采用制丝车间电控布线：引入380V交流动力电源和220V交流辅助电源母线，380V动力电源母线(L1、L2、L3)经第一空气开关(QF1)接入控制柜，再使用其中一条母线(L3)及中性线...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙绍波，李春华，杨燕平，魏永红，李斌，王永俊，李建松，叶正国，杨雄海，海相斌，赵洪愉，赵培成，尹招然，张卫东，溥亚春，普存文，施旭东，刘晓炀，
申请(专利权)人：红塔烟草集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：云南;53