一种变速与定速在线无扰切换智能系统装置的制作方法

1.本实用新型涉及plc控制技术，特别是一种变速与定速在线无扰切换智能系统装置。


背景技术：

2.在实际工业生产中，对于关键的主要动力设备，由于工艺和成本的要求，往往是
‘
一用一备’的状态运行。为了实现节能降耗的目的，目前主要的大型动力设备都采用或改造成了调速器进行变速控制。由于调速器本身是高精确电力电子装置，受其电子元件性能及寿命的影响，往往会突发出故障而停止工作，这就会造成设备的非预期停机，因此需要人工紧急干预并进行故障倒机（把备用设备切换为工作状态）。而倒机的这个过程造成生产的中断，对不同的生产工艺有着不同的影响程度，现有的解决方案中，调速装置的故障停机都会中断生产。并且在切换操作过程中需要大量操作人员配合操作，操作比较复杂，而且存在有较大的风险，因此，变速切换为定速装置上的改进是目前亟需解决的问题。


技术实现要素：

3.针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种变速与定速在线无扰切换智能系统装置，可有效解决现有的解决方案中，调速装置的故障停机都会中断生产，并且在切换操作过程中需要大量操作人员配合操作，操作比较复杂，而且存在有较大的风险问题。
4.本实用新型解决的技术方案是，包括切换控制柜、定速系统电源柜、原调速装置、系统切换驱动柜和原工艺控制dcs站，切换控制柜通过电气接口
①
与定速系统电源柜相连，切换控制柜通过电气接口
②
与原调速装置相连，切换控制柜通过电气接口
③
与系统切换驱动柜相连，切换控制柜通过电气接口
④
与原工艺控制dcs站相连，定速系统电源柜连接定速电源，原调速装置连接变速电源，定速系统电源柜与系统切换驱动柜内的开关km1相连接，开关km1连接生产设备构成第一回路，原调速装置经系统切换驱动柜上的开关2qs1与变频器相连接，变频器依次经过开关km2、开关2qs2与生产设备相连构成第二回路。
5.本实用新型能够使得变速或定速运行的设备在线无扰切换为定速或变速，实现切换的自动进行，安全可靠，大大提高了切换效率，节约了人力成本，是变速与定速切换装置上的创新。
附图说明
6.图1为本实用新型的电路图。
7.图2为本实用新型的电气接口分布图。
8.图3为本实用新型的切换控制柜和定速系统电源柜的电气接口控制接线图。
9.图4为本实用新型的切换控制柜和原调速装置的电气接口控制接线图。
10.图5为本实用新型的切换控制柜和系统切换驱动柜的电气接口控制接线图。
11.图6为本实用新型的切换控制柜和原工艺控制dcs站的电气接口控制接线图。
具体实施方式
12.以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。
13.由图1-6给出，本实用新型包括切换控制柜、定速系统电源柜、原调速装置、系统切换驱动柜和原工艺控制dcs站，切换控制柜通过电气接口
①
与定速系统电源柜相连，切换控制柜通过电气接口
②
与原调速装置相连，切换控制柜通过电气接口
③
与系统切换驱动柜相连，切换控制柜通过电气接口
④
与原工艺控制dcs站相连，定速系统电源柜连接定速电源，原调速装置连接变速电源，定速系统电源柜与系统切换驱动柜内的开关km1相连接，开关km1连接生产设备构成第一回路，原调速装置经系统切换驱动柜上的开关2qs1与变频器相连接，变频器依次经过开关km2、开关2qs2与生产设备相连构成第二回路。
14.为了保证使用效果，所述的切换控制柜内装有 plc可编程逻辑控制器。
15.所述的变频器型号为西门子6sl32101ke226uf1g120。
16.所述的电气接口
①
为切换控制柜的xtdi1-di1控制端子1与定速系统电源柜的do1负极相连接，xtdi1-di1控制端子2与do1正极相连接，xtdi1-di1控制端子3与do2负极相连接，xtdi1-di1控制端子4与do2正极相连接，切换控制柜的xtdq1-dq1控制端子1与定速系统电源柜的di1负极相连接，xtdq1-dq1控制端子2与di1正极相连接，xtdq1-dq1控制端子3与di2负极相连接，xtdq1-dq1控制端子4与di2正极相连接。
17.所述的电气接口
②
为切换控制柜的xtdi2-di1控制端子1与原调速装置的do1负极相连接，xtdi2-di1控制端子2与do1正极相连接，xtdi2-di1控制端子3与do2负极相连接，xtdi2-di1控制端子4与do2正极相连接，xtat-ai1控制端子1与ao1负极相连接，xtat-ai1控制端子2与ao1正极相连接，xtat-ai1控制端子3与ao2负极相连接，xtat-ai1控制端子4与ao2正极相连接，xtaq-aq1控制端子1与ai1负极相连接，xtaq-aq1控制端子2与ai1正极相连接，xtci-com1控制端子1与数据通信采集接口负极相连接，xtci-com1控制端子2与数据通信采集接口正极相连接。
18.所述的电气接口
③
为切换控制柜的xtdi3-di1控制端子1与系统切换驱动柜的do1负极相连接，xtdi3-di1控制端子2与系统切换驱动柜的do1正极相连接，xtdi3-di1控制端子3与系统切换驱动柜的do2负极相连接，xtdi3-di1控制端子4与系统切换驱动柜的do2正极相连接，xtdi3-di1控制端子5与系统切换驱动柜的do3负极相连接，xtdi3-di1控制端子6与系统切换驱动柜的do3正极相连接，xtdi3-di1控制端子7与系统切换驱动柜的do4负极相连接，xtdi3-di1控制端子8与系统切换驱动柜的do4正极相连接，切换控制柜的xtdq3-dq1控制端子1与系统切换驱动柜的di1负极相连接，切换控制柜的xtdq3-dq1控制端子2与系统切换驱动柜的di1正极相连接，切换控制柜的xtdq3-dq1控制端子3与系统切换驱动柜的d21负极相连接，切换控制柜的xtdq3-dq1控制端子4与系统切换驱动柜的di2正极相连接。
19.所述的电气接口
④
为切换控制柜的xtci-com2通信接口r+与原工艺控制dcs站的通信接口r+相连接，xtci-com2通信接口r-与原工艺控制dcs站的通信接口r-相连接，xtci-com2通信接口d+与原工艺控制dcs站的通信接口d+相连接，xtci-com2通信接口d-与原工艺控制dcs站的通信接口d-相连接。
20.本实用新型的使用情况是，本实用新型装置切换满足的工作状态:
21.(1) 原工艺控制dcs站中设备运行工况正常；
22.(2) 原调速装置运行正常，无故障；
23.(3) 系统切换驱动柜中，2qs1,2qs2,km2都在闭合位置，km1在断开位置；
24.(4) 定速系统电源柜qf04在断开位置，并且检测有源；
25.(5) 切换控制柜无故障，切系统在运行状态；
26.本实用新型装置的具体切换工作逻辑如下：
27.(1) 切换控制柜实时与原工艺控制dcs站进行通信数据交互，以确定设备运行的各种工况参数；
28.(2) 切换控制柜实时采集原调速装置进行电气状态信号，当原调速装置故障或非正常停机时；
29.(3) 切换控制柜断开系统切换驱动柜中的km2，使设备与原调速装置分离；
30.(4) 切换控制柜在检测到km2成功断开后，闭合系统切换驱动柜中的km1；
31.(5) 切换控制柜在检测到km1成功闭合后，闭合定速系统电源柜中的qf04,使设备与电源接通，保持工作状态；
32.(6) 切换控制柜在检测到qf04闭合完成后，切换控制系统发出完成状态指示，如果qf04闭合不成功，会有3次重合命令，如果还不成功，放弃执行，系统发出失败指示；
33.(7) 以上所有状态切换控制系统都会通过电气接口4实时发送到原工艺控制dcs站，方便操作人员查看与保存。
34.本实用新型采用可编程控制器，实时地采集调速装置的运行状态，生产设备本身的运行参数，各控制器件及人机设定操作状态，操作人员在人机界面上选择在线切换允许，并且同时在操作柜面板上选择切换允许时，此时本系统进入在线切换待机状态，当可编程控制器采集的数据中，调速装置故障时，并且生产设备正常，系统在在线切换待机状态时，系统进入在线切换状态，其首先切断调速装置下的接触器，然后再合上切换系统上的接触器，最后合上切换系统的主电源断路器，整个过程可以在2s内完成，由于生产设备的惯性，整个过程电机转速降落可以不计，由于本系统的快速介入，不会中断生产的连续性。
35.本实用新型高度自动化，全程无需人工介入，并且系统有故障诊断功能，各种故障信息直观明了，操作简便，如果系统在线切换失败，会发出声光提示操作人员，并且系统的各种运行状态可以外送至如中心监控室等中心控制室，是变速与定速切换装置上的创新，具有良好的经济和社会效益。

技术特征：
1.一种变速与定速在线无扰切换智能系统装置，包括切换控制柜、定速系统电源柜、原调速装置、系统切换驱动柜和原工艺控制dcs站，其特征在于，切换控制柜通过电气接口
①
与定速系统电源柜相连，切换控制柜通过电气接口
②
与原调速装置相连，切换控制柜通过电气接口
③
与系统切换驱动柜相连，切换控制柜通过电气接口
④
与原工艺控制dcs站相连，定速系统电源柜连接定速电源，原调速装置连接变速电源，定速系统电源柜与系统切换驱动柜内的开关km1相连接，开关km1连接生产设备构成第一回路，原调速装置经系统切换驱动柜上的开关2qs1与变频器相连接，变频器依次经过开关km2、开关2qs2与生产设备相连构成第二回路。2.根据权利要求1所述的变速与定速在线无扰切换智能系统装置，其特征在于，所述的切换控制柜内装有 plc可编程逻辑控制器。3.根据权利要求1所述的变速与定速在线无扰切换智能系统装置，其特征在于，所述的变频器型号为西门子6sl32101ke226uf1g120。4.根据权利要求1所述的变速与定速在线无扰切换智能系统装置，其特征在于，所述的电气接口
①
为切换控制柜的xtdi1-di1控制端子1与定速系统电源柜的do1负极相连接，xtdi1-di1控制端子2与do1正极相连接，xtdi1-di1控制端子3与do2负极相连接，xtdi1-di1控制端子4与do2正极相连接，切换控制柜的xtdq1-dq1控制端子1与定速系统电源柜的di1负极相连接，xtdq1-dq1控制端子2与di1正极相连接，xtdq1-dq1控制端子3与di2负极相连接，xtdq1-dq1控制端子4与di2正极相连接。5.根据权利要求1所述的变速与定速在线无扰切换智能系统装置，其特征在于，所述的电气接口
②
为切换控制柜的xtdi2-di1控制端子1与原调速装置的do1负极相连接，xtdi2-di1控制端子2与do1正极相连接，xtdi2-di1控制端子3与do2负极相连接，xtdi2-di1控制端子4与do2正极相连接，xtat-ai1控制端子1与ao1负极相连接，xtat-ai1控制端子2与ao1正极相连接，xtat-ai1控制端子3与ao2负极相连接，xtat-ai1控制端子4与ao2正极相连接，xtaq-aq1控制端子1与ai1负极相连接，xtaq-aq1控制端子2与ai1正极相连接，xtci-com1控制端子1与数据通信采集接口负极相连接，xtci-com1控制端子2与数据通信采集接口正极相连接。6.根据权利要求1所述的变速与定速在线无扰切换智能系统装置，其特征在于，所述的电气接口
③
为切换控制柜的xtdi3-di1控制端子1与系统切换驱动柜的do1负极相连接，xtdi3-di1控制端子2与系统切换驱动柜的do1正极相连接，xtdi3-di1控制端子3与系统切换驱动柜的do2负极相连接，xtdi3-di1控制端子4与系统切换驱动柜的do2正极相连接，xtdi3-di1控制端子5与系统切换驱动柜的do3负极相连接，xtdi3-di1控制端子6与系统切换驱动柜的do3正极相连接，xtdi3-di1控制端子7与系统切换驱动柜的do4负极相连接，xtdi3-di1控制端子8与系统切换驱动柜的do4正极相连接，切换控制柜的xtdq3-dq1控制端子1与系统切换驱动柜的di1负极相连接，切换控制柜的xtdq3-dq1控制端子2与系统切换驱动柜的di1正极相连接，切换控制柜的xtdq3-dq1控制端子3与系统切换驱动柜的d21负极相连接，切换控制柜的xtdq3-dq1控制端子4与系统切换驱动柜的di2正极相连接。7.根据权利要求1所述的变速与定速在线无扰切换智能系统装置，其特征在于，所述的电气接口
④
为切换控制柜的xtci-com2通信接口r+与原工艺控制dcs站的通信接口r+相连接，xtci-com2通信接口r-与原工艺控制dcs站的通信接口r-相连接，xtci-com2通信接口d+
与原工艺控制dcs站的通信接口d+相连接，xtci-com2通信接口d-与原工艺控制dcs站的通信接口d-相连接。

技术总结
本实用新型涉及变速与定速在线无扰切换智能系统装置，可有效解决现有的解决方案中，调速装置的故障停机都会中断生产，并且在切换操作过程中需要大量操作人员配合操作，操作比较复杂，而且存在有较大的风险问题，其解决的技术方案是，包括切换控制柜、定速系统电源柜、原调速装置、系统切换驱动柜和原工艺控制DCS站，本实用新型能够使得变速或定速运行的设备在线无扰切换为定速或变速，实现切换的自动进行，安全可靠，大大提高了切换效率，节约了人力成本，是变速与定速切换装置上的创新。是变速与定速切换装置上的创新。是变速与定速切换装置上的创新。


技术研发人员：罗鹤阳 罗山林 王君宪 闫振明 冯增勋
受保护的技术使用者：河南科锐特科技发展有限公司
技术研发日：2020.12.18
技术公布日：2022/3/8