YL-214型电气控制柜的改造与实施

2018-10-24吴新友

机电信息 2018年30期

吴新友

（丽水职业技术学院，浙江丽水323000）

0 引言

随着高职教育的发展，为迎合电气工程技术专业的需求，须提高学校电气技术教学效率和质量，从而使得学校的竞争力得到提升。因此，本文基于笔者自身实践经验，结合前人的经验与研究，探讨了本校PLC实训室低压电气柜存在的不足，提出了有益于教学的建议并进行了改造和实施。

1 电气柜存在的不足与分析

可编程逻辑控制器（PLC）实训室YL-214-Ⅲ型低压电气柜存在以下不足。

1.1 配线板中PLC使用和维修不便

在该电气柜中可安装低压电器组成电气控制线路，相配套的PLC为DVP16ES2型，装接PLC时直接装在网孔板之上，在教学中存在以下几方面问题：（1）教学中使用频率高，PLC上接线端子易损坏；（2）电路发生故障，触点和线路容易连带烧坏；（3）PLC输出端子所接负载额定电压单一并且带负载能力弱；（4）PLC外围线路发生故障时，检修存在一定困难；（5）输出负载为线圈时，不能直接驱动。

1.2 各模块连接紧凑性和可靠性差

本柜有多个可拆装的模块，各模块存在可靠性差、通信不顺畅、使用不方便的问题，尤其是各模块间的接口，损坏率高，通信等时常存在问题。造成以上不足的原因：（1）各模块之间连接导线繁多、凌乱，导致线路不够紧凑；（2）通信接口插拔次数过多导致通信接口损坏，从而使设备运行和通信不够可靠。本方案着手改造以下几个方面：自插拔的导线紧凑化，各个模块之间的连接线更加标准化和模块化。

1.3 电气柜照明部分

电气设备中，在保证正常工作的条件下，应减少不必要的电能损耗。而本柜内部照明线路当柜门关闭时仍是工作状态，此时照明失去作用，不符合节约用电原则。本方案着力实现当柜门打开时内部照明灯工作，柜门关闭时照明灯断电。此外，照明线路电源取自空气开关之后，则当出现故障跳闸时，无法提供照明灯电源用以照明和维修，本方案也致力于解决此不足。

2 电气柜改造措施

按电气柜存在的不足与分析，逐一解决其不足之处并加以改造与实施。

2.1 电气柜DVP16ES2型PLC模块的改造

本环节围绕几个存在的问题加以设计和实施，为避免外部线路出现短路等故障而损坏PLC，本方案采用8路24 V直流继电器模块驱动和光耦隔离，当PLC输出信号送至光耦，再由光信号驱动三极管，从而驱动继电器线圈，当线路发生短路故障时，由于PLC内部信号与继电器电气隔离，损坏的只是外加继电器模块，从而保护了PLC。光耦保护电路如图1所示。

图1 8路光耦/继电器保护电路图（以Y7为例）

以上为8路光耦独立驱动继电器，可解决多电源负载供电和带负载能力弱等问题。PLC自身端口使用率高时易损坏，故将每一个I/O口引出至接线端子排，以方便维修。改造后的原理图及模块外型布置图如图2所示。

图2 原理图及DVP16ES2模块外型布局图

2.2 各模块连接紧凑性和可靠性改造与实施

连接导线及通信线是电气设备中的关键，本柜体教学中用单根导线进行连接，使各模块间的连接显得冗杂，从而导致各电源线不稳定且影响数据信息的传递。结合实际情况，实施线路导线的改造，使得模块间线路得到简化，实现质量控制，规避安全隐患。各模块与配线板（含改造实施后的台达PLC模块）示意图如图3所示，图中01～04为模块电源线，05～08为数据线，均固定在柜体上，09为变频器到三相电机的动力线。以上导线为教学中最基本的连接方式，从而简洁了导线的连接，提高了教学效率。

图3 各模块与配线板示意图

2.3 电气柜照明部分改造

此部分将解决照明线路中的两个问题：（1）电能损耗问题，在柜体门框处装一限位开关并选择其常闭触点，用作照明灯回路的控制开关，当门关闭时，触点断开，线路处于断路状态，从而减少电能浪费；当门打开时，触点恢复闭合，照明灯线路正常工作。（2）原先照明线路电源取自空气开关之后，这将造成当柜体出现故障断电时，无法提供照明灯以维修使用，本方案将照明灯的电源改接至空气开关之前，以保证柜体出现故障，依旧能提供设备照明。