低压电机再起动装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术低压电机再起动装置。装置包括主CPU控制单元、电源单元、模拟量单元、开入单元、开出单元以及显示单元在内的结构；各单元采用模块化设计，独立检测和独立控制方式，电源单元与其他单元连接并提供其工作电源，主CPU控制单元、模拟量单元、开入单元、开出单元以及显示单元之间通过CAN总线实现各单元间的数据传输并实现低压电机再起动功能。装置具有可靠性高、实时性好、适用范围广、成本低、操作维护灵活方便的特点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术集实时测量测量、智能控制、现场总线通讯为一体，在工业生产中出现 “晃电”或短时掉电的场合下，能够实现批量低压电机自动重新起动的装置。属于电力系统智能控制

技术介绍
现有的低压电机再起动装置大都采用分列元件配置的各种保护和辅助继电器、各种电测表及信号灯等来实现电机再起动控制功能，这样的结构虽然能够实现电机再起动的效果，但是这样的结构成本巨大，系统集成程度低，效率低下，不能很好地实现大批量电机再起动的功能要求，同时对现代化的设备管理和事故分析带来很大的不便，智能化程度低， 不能适应工业现代化的发展方向。
技术实现思路
本技术为了克服现有的再起动装置外围元件配置繁杂、效率差、成本高、不宜管理，控制方式单一的不足，设计一种智能的，高效率的，多模式控制的低压电机再起动装置。其技术是这样实现的包括主CPU控制单元、电源单元、开入开出单元以及显示单元在内的结构，其特征在于各单元采用模块化设计，独立检测和独立控制方式；电源单元与主 CPU控制单元、模拟量单元、开入单元、开出单元以及显示单元连接并提供其工作电源；主 CPU控制单元、模拟量单元、开入开出单元以及显示单元之间通过CAN总线实现各单元间的数据传输；除电源模块单元外，主CPU控制单元、模拟量单元、开入单元、开出单元以及显示单元都采用了高性能CPU智能控制器，其中主CPU控制单元的CPU是低功耗高性能嵌入式 ARM9处理器，同时该单元带有RS485接口，用于连接智能化MCC或工厂DCS系统之类的终端单元，其余单元都采用了 STM32处理器；电源单元采用了宽范围输入的交直流开关电源，电源单元之间具有冗余功能；该装置数据处理及功能实现过程是(1)模拟量单元直接对输入模拟信号实现高速采样，三相电流、三相电压输入，直接监测母线电流、电压，减少更多的中间变送环节，能检测到小于20ms的电压或电流波动。 模拟量单元将采样到的交流电流、电压信号进行模数转化，并将实时数据上传至现场总线 (CAN总线)；同时该单元具有录波功能，当出现“晃电”或短时掉电时，模拟量单元进行录波，将“晃电”过程中的母线电流、电压数据进行储存；其单元模块通过RS485与PC终端相连接，传输录波数据；(2)开入单元接入外围电机信号干节点及其他控制信号干节点，同时在单元模块布局上采用了外部输入信号与输出做光电隔离，具有完善的电气和安全隔离。在由开入单元模块CPU进行处理后，将开关量状态数据上传至现场总线(CAN总线)；(3)开出单元通过接收CAN总线上的下发命令完成模块单元上的继电器输出，实现远端低压电机的再起动功能；(4)电源单元输入交直流80V-265V，输出可供其他各单元工作的工作电源；(5)主CPU控制单元完成总线数据接收、应用处理、功能实现、事件记录、通讯等功能；主CPU控制单元是整个装置的核心部分，基于AT91RM9200处理器，外接大容量的 FLASH、SDRAM存储器、网络芯片、实时时钟芯片、高速CAN总线控制芯片，并移入高性能的嵌入式操作系统linux，具备强大的数据处理能力和应用程序管理能力，同时具有标准的485 端口，采用Modbus RTU通讯协议，支持设备间的通讯，实现远程控制；主CPU控制单元接收CAN总线上的电压、电流、关开量数据，并加以分析处理。当出现晃电或低电压情况时，主CPU控制单元实时接收到模拟量单元送过来的电压、电流数据，将其与低电压设定值进行比较，确定其是否满足掉电以确定再起动功能是否实施；当满足掉电参数时，通过关开量数据确定参加再起动电机的列表，并以不同的再起动模式(立即再起动、延时分批再起动、延时逐台再起动、延时智能再起动)发送命令到CAN总线，由开出单元接收命令并动作，从而完成再起动这一过程，同时主CPU控制单元还将每次再起动的详细信息及开关量变位信息存入主CPU控制单元上的SD储存卡上，通过特定的通信协议传送到后台服务终端方便技术人员查询分析；(6)显示单元提供了人机接口，显示单元与主CPU控制单元按照一定的协议仍然通过CAN总线进行通讯，实时显示测量数据及开关量状态，同时可以通过按键的选择设定再起动保护和运行参数，并将修改后的参数通过CAN总线回传给主CPU控制单元，实现在线修改参数；实施该技术后的优点和效果在于独立的模块化设计，更加可靠稳定，也易于设备的维护；再起动功能可实现低压电动机的集中式再起动，并具有抗“晃电”的立即再起动功能；可以按用户提供的再启动次序灵活设定参数，多种保护功能，功能投退方便；直接测量母线电流、电压减少更多的中间变送环节，可以检测最小达到20mS的晃电，实时性更高；具有操作记录功能，能够对操作的设备进行追溯；具有遥控功能，可实现网络或主CPU控制单元主串口实现远方控制；硬件和软件的连续自我检测，以取得最大的可靠性；在应用程序的处理上采用多线程的处理结构使其具有在线维护功能，能够在线进行运行程序的修改， 能够在线进行工程数据的修改；通过对模拟量单元录波数据的读取，可以提供故障发生过程中的电流、电压变化曲线，更好的分析母线晃电的过程；显示单元采用独立的单片机，根据一定的协议与主CPU通讯且基本不占用主CPU的资源，带有按键和IXD，为本装置提供了完善的人机接口功能；电源采用开关电源，适用于宽范围的交直流电源输入，成本低。该装置具有可靠性高、实时性好、适用范围广、操作维护灵活方便的特点。附图说明图1为低压电机再起动装置总体结构示意图；其中，1-电源单元、2-主CPU控制单元、3-显示单元、4-开入单元、5-开出单元、 6-模拟量单元、7-PC终端具体实施方式以下结合附图对本技术进一步描述见附图1，低压电机再起动装置的连接是采用电源单元(1)与主CPU控制单元O)、显示单元(3)、开入单元0)、开出单元(5)、模拟量单元(6)直接连接。主CPU控制单元O)、显示单元(3)、开入单元0)、开出单元(5)、模拟量单元(6)通过CAN总线按照一定的协议进行通信。见附图1，在380V(690V)及以下低压系统，对于连续运行的电动机回路，系统出现短暂失电时，为尽快恢复工艺流程，需要电动机能够在电源恢复时自动重新启动的场合下， 三相电压及电流接入模拟量单元(6)，转换为AD采样范围内的电压信号，经处理器处理后的数据，主动上传至CAN总线；电机运行状态和各配置投退干接点信号接入开入单元0)， 经处理器处理后的数据，主动上传至CAN总线；主CPU控制单元( 从CAN总线上接收模拟量单元(6)和开入单元(4)的数据，进行判断，当主CPU控制单元( 接收的模拟量单元 (6)送过来的电压数据小于低电压设置门限时启动再起动功能，通过预设的再起动模式设置再起动方式，并由开入单元的数据确定再起动的电机编号，再由主CPU控制单元(2) 发开出动作命令至CAN总线上。当开出单元(5)接收到命令后执行相应的继电器动作。再起动发生的结果，不管是成功还是失败都将相关事件的详细信息由主CPU控制单元( 记录在该单元的SD卡上，模拟量单元(6)上的录波数据及实时数据都可以通过 RS485接口经Modbus RTU协议与PC终端(7)进行通信，在PC终端(7)上显示实时数据、事件记录信息、电压电流波形、在线修改装置参数、装置信息查询等；低本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．低压电机再起动装置，包括主ＣＰＵ控制单元、电源单元、模拟量单元、开入单元、开出单元以及显示单元在内的结构，其特征在于：各单元采用模块化设计，独立检测和独立控制方式；电源单元与主ＣＰＵ控制单元、模拟量单元、开入单元、开出单元以及显示单元连接并提供其工作电源；主ＣＰＵ控制单元、模拟量单元、开入单元、开出单元以及显示单元之间通过ＣＡＮ总线实现各单元间的数据传输。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓辉，孙旭熹，张峰，王琦，刘尧华，
申请(专利权)人：上海华建电力设备股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31