一种变频器与PLC调试模拟演练平台及故障模拟方法与流程

本申请涉及工业自动化控制，尤其涉及一种变频器与plc调试模拟演练平台及故障模拟方法。

背景技术：

1、在核电站中，行车、电梯和气闸门等特种设备运行的稳定性和可靠性直接关系到核电站的安全运行和高效生产。这些特种设备采用plc(programmable logic controller，可编程逻辑控制器)与变频器作为核心控制单元，其与精密的电气和机械传动系统结合，形成了一个高度集成且控制逻辑复杂的控制系统。

2、这种高度集成且控制逻辑复杂的控制系统设计不可避免会增加故障发生的可能性，这些故障多数情况发生于plc与变频器。当故障发生时，需要维修人员迅速准确地诊断和解决。但目前面临的难题是，维修人员缺乏实操条件和技能培训设施，导致发生于plc与变频器的故障往往难以被迅速准确地诊断和解决。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本申请提供了一种变频器与plc调试模拟演练平台及故障模拟方法，以解决特种设备运行维护中所面临的维修人员缺乏实操条件和技能培训设施的问题。具体方案如下：

2、本申请第一方面提供一种变频器与plc调试模拟演练平台，包括：配电装置1、plc设备2、plc机架3、变频器4、电机5、制动器6、电机与制动器运行台架7以及故障输入设备8；

3、其中，配电装置1用于将主电源进线的电力分配给本平台上的各个用电部件；

4、plc设备2的信号输入端与故障输入设备8相连；

5、plc设备2的信号输出端与变频器4和制动器6的信号输入端相连；

6、变频器4的电能输出端与电机5相连；

7、plc机架3用于支撑和固定plc设备2中的各种模块；

8、电机与制动器运行台架7用于支撑和固定电机5和制动器6。

9、在一种可能的实现中，plc机架3采用标准滑轨设计。

10、在一种可能的实现中，电机与制动器运行台架7采用十字长孔安装滑道设计。

11、在一种可能的实现中，故障输入设备8为一多档位旋钮开关，其提供多个挡位供用户选择，每个挡位对应一种特定的故障模拟场景。

12、在一种可能的实现中，plc设备2用于在接收到用户通过故障输入设备8下发的变频器过流故障模拟指令时，控制电机5启动并控制制动器6延时释放，使得电机5形成堵转状态。

13、在一种可能的实现中，电机5包括：与变频器4的参数相匹配的电机，以及额定功率和电流均大于变频器4的参数的电机；初始状态下，变频器4的输出端连接至与变频器4的参数相匹配的电机；

14、plc设备2用于在接收到用户通过故障输入设备8下发的变频器过载故障模拟指令时，通过控制第一接触器，将变频器的输出端从与变频器4的参数相匹配的电机5相连，切换为与额定功率和电流均大于变频器4的参数的电机相连，然后控制电机5启动。

15、在一种可能的实现中，电机5包括：三相平衡运行电机和缺相故障电机；初始状态下，变频器4的输出端与三相平衡运行电机相连；

16、plc设备2用于在接收到用户通过故障输入设备8下发的电机电路缺相故障模拟指令时，通过控制第二接触器，将变频器4的输出端从与三相平衡运行电机相连，切换至与缺相故障电机相连，然后控制缺相故障电机启动。

17、本申请第二方面提供一种变频器过流故障模拟方法，应用于上述第一方面或第一方面任一实现方式的变频器与plc调试模拟演练平台，所述方法包括：

18、plc设备2判断是否接收到用户通过故障输入设备8下发的变频器过流故障模拟指令，若是，控制电机5启动并控制制动器6延时释放，使得电机5形成堵转状态。

19、本申请第三方面提供一种变频器过载故障模拟方法，应用于上述第一方面或第一方面任一实现方式的变频器与plc调试模拟演练平台；

20、电机5包括：与变频器4的参数相匹配的电机，以及额定功率和电流均大于变频器4的参数的电机；初始状态下，变频器4的输出端连接至与变频器4的参数相匹配的电机；

21、所述方法包括：plc设备2判断是否接收到用户通过故障输入设备8下发的变频器过载故障模拟指令，若是，通过控制第一接触器，将变频器的输出端从与变频器4的参数相匹配的电机5相连，切换为与额定功率和电流均大于变频器4的参数的电机相连，然后控制电机5启动。

22、本申请第四方面提供一种电机电路缺相故障模拟方法，应用于上述第一方面或第一方面任一实现方式的变频器与plc调试模拟演练平台；

23、电机5包括：三相平衡运行电机和缺相故障电机；初始状态下，变频器4的输出端与三相平衡运行电机相连；

24、所述方法包括：plc设备2判断是否接收到用户通过故障输入设备8下发的电机电路缺相故障模拟指令，若是，通过控制第二接触器，将变频器4的输出端从与三相平衡运行电机相连，切换至与缺相故障电机相连，然后控制缺相故障电机启动。

25、借由上述技术方案，本申请提供的变频器与plc调试模拟演练平台基于配电装置1、plc设备2、plc机架3、变频器4、电机5、制动器6、电机与制动器运行台架7以及故障输入设备8构建与核电站特种设备相近的最小系统模型，确保模拟环境能够高度还原实际运行中的故障现象，允许维修人员通过模拟操作进行故障排查与修复练习，从而解决了特种设备运行维护中所面临的维修人员缺乏实操条件和技能培训设施的问题。通过模拟演练，维修人员在面对真实故障时能够迅速定位并解决问题，减少停机时间，并且增强维修团队对设备原理、故障模式的理解，从而在日常维护中预防故障发生，提升设备整体可靠性。

技术特征：

1.一种变频器与plc调试模拟演练平台，其特征在于，包括：配电装置(1)、plc设备(2)、plc机架(3)、变频器(4)、电机(5)、制动器(6)、电机与制动器运行台架(7)以及故障输入设备(8)；

2.根据权利要求1所述的变频器与plc调试模拟演练平台，其特征在于，plc机架(3)采用标准滑轨设计。

3.根据权利要求1所述的变频器与plc调试模拟演练平台，其特征在于，电机与制动器运行台架(7)采用十字长孔安装滑道设计。

4.根据权利要求1所述的变频器与plc调试模拟演练平台，其特征在于，故障输入设备(8)为一多档位旋钮开关，其提供多个挡位供用户选择，每个挡位对应一种特定的故障模拟场景。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的变频器与plc调试模拟演练平台，其特征在于，plc设备(2)用于在接收到用户通过故障输入设备(8)下发的变频器过流故障模拟指令时，控制电机(5)启动并控制制动器(6)延时释放，使得电机(5)形成堵转状态。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的变频器与plc调试模拟演练平台，其特征在于，电机(5)包括：与变频器(4)的参数相匹配的电机，以及额定功率和电流均大于变频器(4)的参数的电机；初始状态下，变频器(4)的输出端连接至与变频器(4)的参数相匹配的电机；

7.根据权利要求1至4中任一项所述的变频器与plc调试模拟演练平台，其特征在于，电机(5)包括：三相平衡运行电机和缺相故障电机；初始状态下，变频器(4)的输出端与三相平衡运行电机相连；

8.一种变频器过流故障模拟方法，其特征在于，应用于权利要求1至4中任一项所述的变频器与plc调试模拟演练平台，所述方法包括：

9.一种变频器过载故障模拟方法，其特征在于，应用于权利要求1至4中任一项所述的变频器与plc调试模拟演练平台；

10.一种电机电路缺相故障模拟方法，其特征在于，应用于权利要求1至4中任一项所述的变频器与plc调试模拟演练平台；

技术总结本申请公开了一种变频器与PLC调试模拟演练平台及故障模拟方法，解决了特种设备运行维护中所面临的维修人员缺乏实操条件和技能培训设施的问题。本平台包括：配电装置1、PLC设备2、PLC机架3、变频器4、电机5、制动器6、电机与制动器运行台架7以及故障输入设备8；其中，配电装置1用于将主电源进线的电力分配给本平台上的各个用电部件；PLC设备2的信号输入端与故障输入设备8相连；PLC设备2的信号输出端与变频器4和制动器6的信号输入端相连；变频器4的电能输出端与电机5相连；PLC机架3用于支撑和固定PLC设备2中的各种模块；电机与制动器运行台架7用于支撑和固定电机5和制动器6。技术研发人员：闫壁重,翟勇,苏晨,孙运涛,李玉鑫,陈洪春,张传辉,曲巍受保护的技术使用者：辽宁红沿河核电有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4