一种风机变频智能控制电路的制作方法

1.本实用新型涉及控制电路技术领域，具体涉及一种风机变频智能控制电路。


背景技术：

2.风机是我国对气体压缩和气体输送机械的习惯简称，通常所说的风机包括通风机，鼓风机，风力发电机，是依靠输入的机械能提高气体压力并排送气体的机械。风机主要应用于冶金、电力、城市轨道交通、船舶等国民经济各领域以及各种场所的通风换气。
3.现有的风机电机控制电路仅仅只能对变频器和风机进行简单的启停控制，没有结合程序和交流接触器对风机进行智能控制，不仅如此，如果在变频器前端没有接入交流接触器，即使变频器停止风机的运行，变频器依然通电耗能，不利于安全、节能，还难以满足一键多地启停、网络型智能化的需求。


技术实现要素：

4.根据本实用新型的一个方面，提供了一种风机变频智能控制电路，包括风机、变频器、交流接触器和plc。
5.本实用新型的一种风机变频智能控制电路，plc接收前级通风柜风机启停控制信号，再根据plc已编译好的程序对主风机进行自动变频控制，实现前级通风柜风机对主风机的智能控制，同时通过plc内的断电延时程序可以延长变频器电源的断电时间，变频器里的散热风扇就可以继续运行一小段时间，变频器内的热量更容易散发出去，有效避免变频器过热容易损坏。
6.可以通过调整plc中的程序对风机进行智能控制，可以满足一键多地启停、网络型智能化的需求，整个电路结构简单，维护方便，稳定性强，具有高安全性。
7.风机变频智能控制电路与主风机电性连接，控制电路包括plc、变频器、第一控制电路、第二控制电路、第三控制电路和第四控制电路；
8.所述plc与第四控制电路连接，用于控制第四控制电路输出第一控制信号和第二控制信号；
9.所述第四控制电路与第二控制电路和第三控制电路连接，用于向第二控制电路输出第一控制信号和向第三控制电路输出第二控制信号；
10.所述第二控制电路与变频器连接，用于接收第一控制信号，并根据接收的第一控制信号向变频器输出第三控制信号；
11.所述第三控制电路与变频器连接，用于接收第二控制信号，并根据接收的第二控制信号向变频器输出第四控制信号；
12.所述变频器与主风机连接，用于根据接收的第三控制信号控制变频器和根据接收的第四控制信号控制主风机。
13.具体地，所述第一控制电路连接于通风柜风机与plc之间，所述第二控制电路连接于电源与变频器之间，所述第三控制电路连接于plc和变频器之间，所述第四控制电路连接
于plc和变频器之间。由此，具有自动控制风机变频的有益效果。
14.在一些实施方式中，第四控制电路包括第一控制开关和第二控制开关，
15.所述第一控制开关与plc连接，用于控制第一控制信号的输出；
16.所述第二控制开关与plc连接，用于控制第二控制信号的输出。
17.在一些实施方式中，第二控制电路包括第一控制开关的控制部，
18.所述第一控制开关的控制部与第一控制开关连接，用于接收第一控制信号。
19.在一些实施方式中，第三控制电路包括第二控制开关的控制部，
20.所述第二控制开关的控制部与第二控制开关连接，用于接收第二控制信号，并根据接收的第二控制信号输出第四控制信号控制所述主风机。
21.在一些实施方式中，第二控制电路还包括有第三控制开关和第三控制开关的控制部，
22.所述第三控制开关与第一控制开关连接，用于根据所述第一控制信号控制输出第三控制信号；
23.所述第三控制开关的控制部与第三控制开关连接，用于接收第三控制信号，并根据接收的第三控制信号控制所述变频器。
24.在一些实施方式中，变频器的第一端、第二端和第三端分别接入三相电源，变频器的第四端、第五端和第六端分别与主风机的第一端、第二端和第三端连接。
25.在一些实施方式中，控制电路还包括第一控制电路，
26.所述第一控制电路与plc连接，用于向plc输出第五控制信号。
27.在一些实施方式中，第一控制电路包括至少一个风机控制器以及与风机控制器连接的前级风机，
28.所述风机控制器与plc连接，用于根据前级风机控制向plc输出第五控制信号。
29.在一些实施方式中，风机控制器的第一端和第二端分别接入单相电源。
30.在一些实施方式中，控制电路还包括第五控制电路和第六控制电路，
31.所述第六控制电路与plc连接，用于向plc输出第六控制信号；
32.所述第五控制电路分别与plc和变频器连接，用于根据所述第六控制信号控制变频器，进而控制主风机。
33.在一些实施方式中，变频器与三相电源之间连接有空气开关。由此，可以具有欠压、过流、短路保护的效果。
34.在一些实施方式中，所述plc与开关电源电连接，所述开关电源对所述plc供电，所述开关电源与plc之间连接有熔断器。由此，可以具有增强控制稳定性的效果。
35.在一些实施方式中，控制电路还包括至少一个风机控制器，所述风机控制器与通风柜风机连接，风机控制器与plc通过rs485总线连接。由此，可以实现通风柜风机与plc的通讯。
36.plc接收第五控制信号，对变频器进行自动启停控制，进而对主风机进行自动启停、变频运行等，可以满足一键多地启停、网络型智能化的需求，整个电路结构简单，维护方便，稳定性强，具有高安全性，电路应用于实验室排风系统能达到实际需求，保护人员健康、安全、节能的效果。
附图说明
37.图1为一种风机变频智能控制电路结构示意图。
具体实施方式
38.下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。
39.图1示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的风机变频智能控制电路结构示意图。如图1所示，该控制电路包括plc、变频器和主风机m，所述plc、变频器和主风机m依次电性连接。控制电路包括第一控制电路101、第二控制电路102、第三控制电路103和第四控制电路104。
40.第一控制电路101包括至少一个风机控制器，以及与风机控制器连接的前级风机。本实施例为两个风机控制器。风机控制器与单相电源之间连接有空气开关。第一风机控制器与单相电源之间连接有第二空气开关qf1。第二风机控制器与单相电源之间连接有第三空气开关qf2。其中，第二空气开关qf1和第三空气开关qf2与单相电源之间还设有第一空气开关qf0。本实施例中，第二空气开关qf1和第三空气开关qf2选用的均是nxb-d10a/1p。
41.第一风机控制器的第一端l与单相电源l端子连接，其第二端n与单相电源n端子连接，其第三端a与plc端口的第一端连接，其第四端b与plc端口的第二端连接，其接线柱2连接第一前级风机，也就是第一通风柜风机的l端子。风机控制器通过接线柱1、2之间的开关控制通风柜风机运行的启停。第一通风柜风机的n端子连接于单相电源的n端子。第二风机控制器与第一风机控制器的连接方式相同。其中，单相电源pe端子接地。
42.本实施例中第一控制电路101与plc通过rs485总线连接modbus rtu通信协议通讯，因此可将plc的端口视为rs485连接器。与此同时，第一控制电路101向plc输出第五控制信号。可选的，第五控制信号可以为通风柜风机启停信号，也就是通风柜风机的运行情况。
43.plc，与第四控制电路连接，用于控制第四控制电路输出第一控制信号和第二控制信号。可将plc分为主控制模块st20和模拟量控制模块am03。
44.第四控制电路104，与第二控制电路102和第三控制电路103连接，用于向第二控制电路102输出第一控制信号和向第三控制电路103输出第二控制信号。第四控制电路104包括第一控制开关和第二控制开关。第一控制开关，与plc连接，用于控制第一控制信号的输出。第二控制开关，与plc连接，用于控制第二控制信号的输出。
45.示例性的，第四控制电路104包括第一控制开关ka1和第二控制开关ka2。本实施例中，第一控制开关ka1和第二控制开关ka2选用的均是中间继电器jzx-22f(d)/2z。plc的2l端子连接开关电源的正极c2，plc的2m端子连接开关电源的负极n2。n2端与中间继电器ka1的1端和中间继电器ka2的1端共点相连。中间继电器ka1的2端和中间继电器ka2的2端分别连接plc的q0.0端和q0.1端。
46.第二控制电路102，与变频器连接，用于接收第一控制信号，并根据接收的第一控制信号向变频器输出第三控制信号。第二控制电路102包括第三控制开关km1和第三控制开关km1的控制部以及第一控制开关ka1-1。本实施例中，第一控制信号为控制变频器是否得电，具体实现方式为通过plc控制第一控制开关ka1，进而控制第一控制开关ka1的控制部是否闭合。第三控制信号为控制变频器得电。第三控制开关km1为交流接触器nxc18a。
47.变频器的第一端r、第二端s和第三端t分别连接三相电源的l1、l2和l3端子。三相
电源的零线端子n与第三控制开关km1的a2端连接。第三控制开关km1的a1端通过第一控制开关的控制部ka1-1连接三相电源的l3端。
48.第三控制开关km1的控制部连接于三相电源与变频器之间。交流接触器km1控制部的三个主触点分别与三相电源l1、l2、l3连接。优选的，第三控制开关km1的控制部与三相电源之间还连接有空气开关。本实施例中，该处设置的空气开关分别为依次连接的第三空气开关qf3和第四空气开关qf4。在具体实施例中，第三空气开关qf3和第四空气开关qf4选用的型号分别为nxb-d50a/4p和nxb-d25a/3p。
49.第三控制电路103与变频器连接，用于接收第二控制信号，并根据接收的第二控制信号向变频器输出第四控制信号。变频器与主风机连接，用于根据接收的第三控制信号控制变频器和根据接收的第四控制信号控制主风机。本实施例中，主风机m的功率为4kw。
50.第三控制电路103包括第二控制开关ka2控制部ka2-1。第二控制开关ka2控制部ka2-1两端分别连接变频器的s1端和com端。
51.第二控制信号为控制变频器是否运行，具体实现方式为通过plc控制第二控制开关ka2，进而控制第二控制开关ka2的控制部是否闭合，从而控制主风机m是否运行。第四控制信号为启停主风机m运行。
52.主控制模块st20和模拟量控制模块am03的l+端、m端分别连接开关电源的正极和负极。plc通过开关电源进行供电。本实施例中，开关电源的电压为24v，电流为5a，功率为120w。开关电源为直流电源。优选的，开关电源与plc之间连接有熔断器fu1。
53.变频器与主风机m的连接方式具体可以为：变频器的第四端u、第五端v和第六端w分别与主风机m的第一端u1、第二端v1和第三端w1连接。
54.优选的，控制电路还可以包括第六控制电路106。第六控制电路106，与plc连接，用于向plc输出第六控制信号。第六控制信号为调整主风机m的风速。可根据风速传感器测得的风速信息进行调整第六控制信号。根据第六控制信号控制变频器，进而控制主风机的风速。
55.第六控制电路106包括风速传感器。风速传感器的ma端和gnd端分别与plc的0+端和0-端连接。风速传感器的v+端和gnd端分别连接于模拟量控制模块am03的l+端和m端。
56.优选的，第五控制模块105通过plc与变频器连接来对变频器进行控制，从而对主风机m进行pid控制。pid指的是比例、积分和微分。其中，plc的内置pid程序对接收的第五控制信号和第六控制信号处理后，通过第五控制模块105与变频器连接控制变频器，进而调整主风机m。变频器的ai1端和gnd端分别连接plc模拟量控制模块am03的0m端和0端。
57.工作过程如下：
58.通风柜风机启停信号传输到plc，plc对风机控制器启停通风柜风机台数进行计数，若检测到通风柜风机台数大于或等于1台，plc的q0.0端导通，中间继电器ka1线圈吸合，中间继电器ka1的控制部ka1-1闭合连通，交流接触器km1线圈吸合，变频器得电。具体实施中，plc内置的通电延时程序设置为plc的q0.1端延时6秒后导通，中间继电器ka2线圈吸合，中间继电器ka2的控制部ka2-1闭合连通，接通变频器的s1端，使变频器能控制主风机m运行。plc通过模拟量模块am03采集风速传感器的风速信号，输出第六控制信号从而对风机进行pid调节控制，通过plc模拟量控制模块的0端输出一个模拟量反馈值到变频器的ai1端子，变频器调节主风机m动态变频运行，以达到排风系统最佳的排风量。
59.当plc计数通风柜风机台数为0，plc的q0.1端断开，中间继电器ka2线圈失电，ka2的控制部ka2-1打开，断开变频器的s1端，变频器和主风机m停止运行。具体实施中，plc内置的断电延时程序设置为plc的q0.0端延时200秒后断开，以便变频器继续供电，变频器散热风扇继续运转散热，设定的延时时间到，plc的q0.0端断开，中间继电器ka1线圈失电，ka1的控制部ka1-1打开，交流接触器km1失电断开，变频器电源关闭。当主风机m停止运行时，通过plc的断电延时程序对变频器延时断电，从而让变频器内的散热风扇继续运转，避免变频器内的热量没有及时排出而损坏变频器。
60.本实用新型结合plc的内置程序及控制开关对主风机m进行智能控制，安全、节能，满足一键多地启停、网络型智能化的需求。
61.以上的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种风机变频智能控制电路，用于与主风机电连接，其特征在于，所述电路包括plc、变频器、第二控制电路、第三控制电路和第四控制电路；所述plc与第四控制电路连接，用于控制第四控制电路输出第一控制信号和第二控制信号；所述第四控制电路分别与第二控制电路和第三控制电路连接，用于向第二控制电路输出第一控制信号和向第三控制电路输出第二控制信号；所述第二控制电路与变频器连接，用于接收第一控制信号，并根据接收的第一控制信号向变频器输出第三控制信号；所述第三控制电路与变频器连接，用于接收第二控制信号，并根据接收的第二控制信号向变频器输出第四控制信号；所述变频器与主风机连接，用于根据接收的第三控制信号控制变频器和根据接收的第四控制信号控制主风机。2.根据权利要求1所述的一种风机变频智能控制电路，其特征在于，所述第四控制电路包括第一控制开关和第二控制开关，所述第一控制开关与plc连接，用于控制第一控制信号的输出；所述第二控制开关与plc连接，用于控制第二控制信号的输出。3.根据权利要求2所述的一种风机变频智能控制电路，其特征在于，所述第二控制电路包括第一控制开关的控制部，所述第一控制开关的控制部与第一控制开关连接，用于接收第一控制信号。4.根据权利要求2所述的一种风机变频智能控制电路，其特征在于，所述第三控制电路包括第二控制开关的控制部，所述第二控制开关的控制部与第二控制开关连接，用于接收第二控制信号，并根据接收的第二控制信号输出第四控制信号控制所述主风机。5.根据权利要求3所述的一种风机变频智能控制电路，其特征在于，所述第二控制电路还包括有第三控制开关和第三控制开关的控制部，所述第三控制开关与第一控制开关连接，用于根据所述第一控制信号控制输出第三控制信号；所述第三控制开关的控制部与第三控制开关连接，用于接收第三控制信号，并根据接收的第三控制信号控制所述变频器。6.根据权利要求1所述的一种风机变频智能控制电路，其特征在于，所述变频器的第一端、第二端和第三端分别接入三相电源，变频器的第四端、第五端和第六端分别与主风机的第一端、第二端和第三端连接。7.根据权利要求1所述的一种风机变频智能控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括第一控制电路，所述第一控制电路与plc连接，用于向plc输出第五控制信号。8.根据权利要求7所述的一种风机变频智能控制电路，其特征在于，所述第一控制电路包括至少一个风机控制器以及与风机控制器连接的前级风机，所述风机控制器与plc连接，用于根据前级风机控制向plc输出第五控制信号。9.根据权利要求8所述的一种风机变频智能控制电路，其特征在于，所述风机控制器的
第一端和第二端分别接入单相电源。10.根据权利要求1-9任一项所述的一种风机变频智能控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括第五控制电路和第六控制电路，所述第六控制电路与plc连接，用于向plc输出第六控制信号；所述第五控制电路分别与plc和变频器连接，用于根据所述第六控制信号控制变频器，进而控制主风机。

技术总结
本实用新型公开一种风机变频智能控制电路，涉及控制电路技术领域，用于与主风机电连接，电路包括PLC、变频器、第二控制电路、第三控制电路和第四控制电路；PLC与第四控制电路连接，用于控制第四控制电路输出第一控制信号和第二控制信号；第四控制电路与第二控制电路和第三控制电路连接，用于向第二控制电路输出第一控制信号和向第三控制电路输出第二控制信号。PLC接收第五控制信号，对变频器进行自动启停控制，进而对主风机进行自动启停、变频运行等，可以满足一键多地启停、网络型智能化的需求，整个电路结构简单，维护方便，稳定性强，具有高安全性，电路应用于实验室排风系统能达到实际需求，保护人员健康、安全、节能的效果。节能的效果。节能的效果。


技术研发人员：陈少鹏 张冲 邱赛霞 孙倩
受保护的技术使用者：潮州海关综合技术服务中心
技术研发日：2023.02.23
技术公布日：2023/8/8