PLC系統(tǒng)在小容量直動式交流接觸器電壽命試驗中的應用

1、PLC系統(tǒng)在小容量直動式交流接觸器電壽命試驗中的應用    1引言對于16A及以下小容量直動式交流接觸器，由于無專門的磁吹滅弧裝置，故其抗熔焊性能顯得尤為重要。在研制小容量直動式交流接觸器用新型AgNi基觸頭材料的過程中，為了考核所研制的新型觸頭材料的抗熔焊性能，將PLC應用于直動式交流接觸器的電壽命試驗中，結合所研制觸頭材料的特殊性，充分考慮了可能出現(xiàn)的失效形式，巧妙利用PLC的定時控制、計數(shù)控制及監(jiān)控功能，取得了良好的試驗效果。2控制要求及試驗方案設計試驗要求對4臺裝1 引言對于16A及以下小容量直動式交流接觸器，由于無專門的磁吹滅弧裝置，

2、故其抗熔焊性能顯得尤為重要。在研制小容量直動式交流接觸器用新型AgNi基觸頭材料的過程中，為了考核所研制的新型觸頭材料的抗熔焊性能，將PLC應用于直動式交流接觸器的電壽命試驗中，結合所研制觸頭材料的特殊性，充分考慮了可能出現(xiàn)的失效形式，巧妙利用PLC的定時控制、計數(shù)控制及監(jiān)控功能，取得了良好的試驗效果。2 控制要求及試驗方案設計試驗要求對4臺裝有新型觸頭材料的3TB交流接觸器進行AC-4類電壽命試驗，該接觸器的額定電流為16A，額定電壓為660V，試驗操作頻率為300次/h，通電時間為60ms，考慮到試驗設備的安全，要求實現(xiàn)短路保護和熔焊保護。試驗主電路如圖1所示。圖1 試

3、驗主電路通常情況下，接觸器觸頭發(fā)生熔焊時，其輔助常開觸點閉合，通過PLC對其閉合時間的在線監(jiān)測，可判斷觸頭是否已發(fā)生熔焊。但考慮到所研制的觸頭材料的特殊性，有可能在觸頭開斷過程中，由于觸頭材料的潤濕性不夠，液態(tài)銀在觸頭表面鋪展不足而形成微觀尖峰，使得發(fā)生熔焊時觸頭間距離不夠緊密，從而使接觸器的輔助常開觸點不能閉合，而輔助常閉觸點也未能閉合。這一事實表明，靠監(jiān)測輔助常開觸點的閉合時間來判斷是否發(fā)生熔焊是不可靠的，應該監(jiān)測其輔助常閉觸點的狀態(tài)，即只要常閉觸點分斷時間超過一定數(shù)值，就認為熔焊發(fā)生。顯然，以此為判據(jù)要比靠監(jiān)測常開觸點的狀態(tài)為判據(jù)準確可靠。 本試驗采用日本三菱公司的F1-20M

4、R型PLC，它配有F1-20P型簡易編程器。由于試驗要求用PLC控制待試接觸器線圈的通電時間，故在PLC的輸出端外接交流接觸器以增強驅動能力。PLC外部連接圖如圖2所示。圖2 PLC外部連接圖    X401X404四臺待測接觸器的輔助常閉觸點，作為發(fā)生熔焊的判據(jù)    X407計數(shù)器復位脈沖    Y431Y434四臺待測接觸器的線圈回路開關，控制接觸器的閉合與開斷    Y437發(fā)生熔焊后的輸出信號，控制主電路通斷

5、0;    COM公共端3 程序框圖程序框圖如圖3所示。圖3 程序框圖4 時序圖及梯形圖4.1 時序圖時序圖如圖4所示。圖4 時序圖4.2 梯形圖（1）主控部分 這部分實現(xiàn)對四臺樣品通電時間的順序控制以及在必要時輸出熔焊信號。主控部分梯形圖如圖5所示，圖中T550和T650T657實現(xiàn)如圖4所示的有關時間段，M300M302用來實現(xiàn)計時信號的保持和清除，Y431Y434分別用來控制四臺樣品的通斷，M305和Y437實現(xiàn)熔焊信號的輸出。圖5 主控部分梯形圖（2）熔焊保護部分&#

6、160;這部分通過對四臺樣品輔助常閉觸點X401X404的在線監(jiān)測，將產(chǎn)生的熔焊信號分別輸出到M311M314，將這四個信號相或后輸出到M304，為了在樣品發(fā)生熔焊并將其剔除出試驗后，重新投入運行，將該信號轉換后輸出到M305，將其作為最終的熔焊信號。這部分的梯形圖如圖6所示，圖中的T451T454對觸頭閉合時間計時，定時時間設為200ms,留有充分的裕度。M321M324起中間繼電器的作用。圖6 熔焊保護部分梯形圖（3）計數(shù)部分 這部分對樣品的電壽命進行計數(shù)，為了避免重復，僅對第一臺樣品的接通信號Y431進行計數(shù)，采用兩個自清零計數(shù)器C460和C461構成計數(shù)值達4000

7、0的計數(shù)器，X407為計數(shù)器復位脈沖。計數(shù)部分的梯形圖如圖7所示。 圖7 計數(shù)部分梯形圖5 結束語在試驗過程中，其中一臺樣品在試驗次數(shù)達到約3000次時發(fā)生熔焊，PLC立即動作，發(fā)出信號斷開主電路，有效保護了試驗設備；另一臺樣品在試驗次數(shù)達到8917次時，發(fā)生相間短路，電流繼電器準確動作，輸出短路信號斷開主電路。另有一臺樣品在試驗次數(shù)達到5475次時發(fā)生熔焊，主電路迅速斷開，觀察該樣品的觸頭，發(fā)現(xiàn)正如試驗初預計的那樣，觸頭雖熔焊，但輔助常開觸點及常閉觸電均未閉合，這表明本試驗的設計是比較完備的?？傊诮Y合所研制電接觸材料特殊性的基礎上，充分考慮試驗過程中可能出現(xiàn)的失效類型，采用這套以PLC為核心的控制系統(tǒng)后，小容量直動式交流接觸器電壽命