Fortgeschrittene Motorkontrollschaltungen: Selbsthaltung, Stopp und Zeitverzögerung

Die Verriegelungskontakte in der vorigen Motorkontrollschaltung funktionieren korrekt; jedoch bleibt der Motor nur energetisiert, solange jeder Taster aktiv gedrückt wird.

Um den Motor nach Loslassen der Bedienelemente weiterlaufen zu lassen, kann der Stromkreis auf zwei gängige Arten modifiziert werden: Austausch der momentanen Taster gegen Kippschalter, oder Implementierung relaisbasierter Selbsthaltung (Latching), die nach einmaliger Betätigung die Leistung aufrechterhält.

Industriepraxis favorisiert die relaisbasierte Selbsthaltungsmethode; untersuchen wir ihre Implementierung.

Bei Betätigung des Vorwärts-Tasters energetisiert M₁, schließt den normalerweise-offenen Hilfskontakt parallel zu diesem Schalter.

Bei Loslassen des Tasters hält der geschlossene M₁ Hilfskontakt die Spule von M₁ weiterhin energetisiert, wodurch der Vorwärtsstromkreis im Ein-Zustand verriegelt (gelatched) wird.

Eine analoge Sequenz tritt ein, wenn der Rückwärts-Taster gedrückt wird. Diese parallelen Hilfskontakte werden oft als Einschlusskontakte (Seal-In Contacts) bezeichnet, wobei „Seal“ denselben Konzept wie „Latch“ vermittelt.

Dieses Design führt jedoch zu einer neuen Herausforderung: das Stoppen des Motors. Mit der aktuellen Konfiguration läuft der Motor entweder vorwärts oder rückwärts, sobald der entsprechende Taster gedrückt wurde, und läuft weiter, solange Leistung zugeführt wird.

Um die Leistung zu den Motorschützen zu unterbrechen, führen wir einen dedizierten Stopp-Schalter ein, beschriftet Stopp.

Wenn entweder Vorwärts- oder Rückwärtsstromkreis verriegelt ist, kann der Stopp-Taster den Stromkreis mit einer momentanen Betätigung entriegeln. Drückt man Stopp, öffnet sich der entsprechende Stromkreis, deenergetisiert das Schütz und versetzt den Seal-In-Kontakt zurück in seinen normalen Offen-Zustand. Da Stopp normalerweise-geschlossene Kontakte hat, liefert er Leistung an den Vorwärts- oder Rückwärtsstromkreis, wenn er losgelassen wird.

Bisher funktioniert das System wie beabsichtigt. Als Nächstes adressieren wir eine praktische Überlegung für Motoren, die hochträgheitslasten wie große Lüfter antreiben.

Nach Drücken des Stopp-Tasters kann der Lüfter noch mehrere Sekunden nachlaufen. Drückt der Bediener sofort den Rückwärts-Taster, während der Lüfter noch nachläuft, muss der Motor gegen die Trägheit des Lüfters ankämpfen, zieht übermäßigen Strom und verkürzt potenziell die Lebensdauer von Motor, Antrieb und Lüfter.

Um vorzeitigen Rückwärtsstart zu verhindern, fügen wir eine Zeitverzögerungsfunktion zum Motorkontrollsystem hinzu.

Wir integrieren zwei Zeitverzögerungsrelais-Spulen, eine parallel zu jeder Motorschütz-Spule.

Die Zeitverzögerungsrelais speichern die letzte Motordrehrichtung und öffnen den Startschalter-Zweig des entgegengesetzten Drehrichtungstromkreises für ein spezifiziertes Intervall, sodass der Lüfter zur Ruhe kommen kann.

Lief der Motor vorwärts, sind sowohl M₁ als auch TD₁ energetisiert. Der normalerweise-geschlossene, verzögert-schließende Kontakt von TD₁ zwischen Drähten 8 und 5 öffnet sofort, wenn TD₁ energetisiert. Wird der Stopp-Taster gedrückt, hält TD₁ den Rückwärts-Taster-Stromkreis für die Verzögerungsdauer offen, verhindert das Energetisieren von M₂. Nach Ablauf der Verzögerung schließt der Kontakt, und der Rückwärtsstromkreis kann aktiviert werden, wenn der Rückwärts-Taster gedrückt wird.

TD₂ funktioniert analog, blockiert den Vorwärtsstromkreis nach Rückwärtslauf bis zum Ablauf der Verzögerung.

Da die TD-Relais-Kontakte automatisch öffnen, wenn ihre Spulen energetisieren, werden die Hilfskontakte M₁ und M₂ für Verriegelung redundant und können entfernt werden, was den Stromkreis vereinfacht.

Jedes Zeitverzögerungsrelais erfüllt somit einen doppelten Zweck: Es verhindert, dass das andere Schütz während des Motorlaufs energetisiert, und verzögert das Energetisieren desselben Schützes bis zu einem vorgeschriebenen Intervall nach Abschaltung.

Der resultierende Stromkreis ist stromlinienförmiger als das vorherige Beispiel.

Zusammenfassung

• Motorschütz-Spulen werden in Ladder-Logic-Diagrammen häufig mit M bezeichnet.
• Dauerhafter Motorbetrieb mit momentanem Starttaster ist erreichbar, indem ein normalerweise-offener Seal-In-Kontakt vom Schütz parallel zum Starttaster geschaltet wird, sodass das Schütz sich selbst mit Leistung versorgt.
• Zeitverzögerungsrelais werden in großen Motorkontrollschaltungen breit eingesetzt, um Motorstart oder -umkehr bis zu einem definierten Zeitraum nach einem vorangegangenen Ereignis zu verzögern.

Verwandte Arbeitsblätter

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