CN111431145A - 被动端防停转电路、由其组成的被动端防停转***及方法 - Google Patents

被动端防停转电路、由其组成的被动端防停转***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种被动端防停转电路、由其组成的被动端防停转***及方法。所述被动端防停转电路包括电机主电路和控制电路；所述被动端防停转***包括与被动端同步转动的基体和被动端防停转电路，所述基体设置有缺口，所述缺口的角度范围为150°～170°，所述接近开关SQ1、接近开关SQ2呈180°分布安装于基体两侧；所述被动端防停转方法应用于被动端防停转***。本发明以有限的成本，可极大的降低设备因被动端停转引发重大故障的概率。

Description

被动端防停转电路、由其组成的被动端防停转***及方法
技术领域
本发明涉及传动设备运行监测领域，具体为一种被动端防停转电路、由其组成的被动端防停转***及方法。
背景技术
传动设备包括主动轮、从动轮和传送带，其中从动轮也可称为尾轮或被动端。在使用过程中，主动轮连接电机，电机带动主动轮转动，传送带设置在主动轮和从动轮上，主动轮的转动带动传送带运动，从而带动从动轮转动。
在各种机械生产场景中，都需要应用上述的传动设备。主动轮或电机发生故障时容易被检测到，但尾轮通常因与主动轮距离过远而不易被检测到故障。对于生产车间等场所，这样的故障若无法及时发现，很容易引发事故。
比如，由于提升机皮带打滑造成皮带断裂、刮板机主链条断裂造成机头缠绕等，这些由于传动结构失效导致被动端不转动，进而导致更大故障的现象在饲料厂十分常见。
又比如，以畚斗提升机为例，发生尾轮停转时，如果没有及时发现并停机，意味着突然性的生产停滞，这将给原料供应、产品质量等带来不良影响。停机检修时间，以及维修人员的人工成本、材料成本，对于生产繁忙的企业来说无疑是重大损失。
为实现传动设备被动端防停转检测，现有技术中公开了下列相关文献。
公告号为CN202784730U的中国实用新型专利公开了皮带打滑的检测报警装置。在皮带尾轮上安装固定一定尺寸的铁板，在尾轮底座上安装检测装置，检测装置包括接近开关、时间继电器等，铁板与检测装置的安装距离10-20mm；检测装置与报警器连接并通电。当皮带运行时，皮带运行点闭合，计时单元运行在计时状态，皮带尾轮上的铁板随皮带尾轮转动，每转动一圈，铁板与接近开关接近一次，在铁板的影响下，接近开关便接通一次，时间继电器会复位并自动清零。当皮带打滑时，皮带不能带动尾轮转动，铁板便不会影响接近开关，时间继电器不能在设定时间内复位，到设定时间时，时间继电器便输出信号，同时发出声光报警信号并控制皮带停止运行。
公开号为CN106679974A的中国发明申请公开了传动设备尾轮失速报警***。其包括圆形板、接近开关、PLC和报警器；圆形板的板面外周上设有两个缺口，两个缺口沿板面的同一条直径相对设置，圆形板通过轴连接方式与传动设备尾轮相连；接近开关设于圆形板的外周，并通过PLC采集接近开关的开关量信号和计数，若当前开关量信号与上一个开关量信号之间的时间间隔大于或等于预设间隔，则对当前开关量信号重新计数；将上一个开关量信号对应的计数结果作为检测结果数据，并在检测结果数据大于预设值的情况下向报警器输出报警信号。
公告号为CN203635139U的中国实用新型专利公开了一种搅拌轴类停转报警装置。该装置包括接近开关、中间继电器、时间继电器和报警器，接近开关与中间继电器连接，中间继电器分别与时间继电器的一端相连接，时间继电器的另一端与报警器相连接。
对于电气控制***集成在中控PLC控制柜内的设备，被动端防停转功能可整合在控制程序里，较易实现，难度不大。对于没有PLC控制***的单独的设备，若想实现被动端防停转功能，需单独配置一套PLC控制***，造价昂贵。
本申请的目的在于，通过尽可能低的成本，解决低速单台设备(如畚斗提升机、刮板输送机、皮带输送机等被动端转速低于2转/秒的设备)的被动端防停转控制问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种被动端防停转电路、由其组成的被动端防停转***及方法，其以有限的成本，可极大的降低设备因被动端停转引发重大故障的概率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：
被动端防停转电路，包括电机主电路和控制电路，所述电机主电路包括电机M及与其连接的热继电器FR、接触器KM主触头常开点、断路器QF，所述控制电路包括启动停止电路和停转保护电路，所述启动停止电路包括串联设置的熔断器FU、停止按钮SB1、中间继电器KA3常闭点、启动按钮SB2、热继电器FR常闭点、接触器KM线圈、与启动按钮SB2并联的接触器KM辅助触头常开点，所述停转保护电路包括中间继电器KA1、中间继电器KA2、中间继电器KA3线圈、延时继电器KT1、延时继电器KT2、接近开关SQ1、接近开关SQ2，所述延时继电器KT1、延时继电器KT2分别与中间继电器KA1常开点、中间继电器KA2常开点串联后并联，所述接近开关SQ1、接近开关SQ2分别与中间继电器KA1线圈、中间继电器KA2线圈相连后并联，所述延时继电器KT1延时闭合点、延时继电器KT2延时闭合点并联后与所述中间继电器KA3线圈串联。
进一步地，所述延时继电器KT1延时闭合点、延时继电器KT2延时闭合点并联后与所述中间继电器KA3常开点并联。
进一步地，所述延时继电器KT1延时闭合点、延时继电器KT2延时闭合点与所述中间继电器KA3常开点并联后串联有停转复位按钮SB3。
进一步地，所述中间继电器KA3线圈并联有停转故障报警灯H2。
进一步地，所述延时继电器KT2并联有运转/转速指示灯H1。
被动端防停转***，所述***包括与被动端同步转动的基体和上述任一项所述的被动端防停转电路，所述基体设置有缺口，所述缺口的角度范围为150°～170°，所述接近开关SQ1、接近开关SQ2呈180°分布安装于基体两侧。
进一步地，所述基体为带缺口的铁环，所述铁环直径不小于50毫米。
进一步地，所述被动端的转速不高于2转/分。
进一步地，当被动端的转速高于2转/分时，所述被动端与基体之间设置有传动减速结构。
被动端防停转方法，所述方法应用于上述任一项所述的被动端防停转***，其包括以下步骤：
步骤一，被动端防停转***的安装；
步骤二，设定所述延时继电器KT1、延时继电器KT2的停转延时时间；
步骤三，通过接近开关SQ1、接近开关SQ2对基体进行检测：
当设备被动端正常运行时，所述接近开关SQ1、接近开关SQ2周期性检测到基体，并分别使所述中间继电器KA1线圈、中间继电器KA2线圈周期性得电/失电、使所述中间继电器KA1常开点、中间继电器KA2常开点周期性闭合/断开，为所述延时继电器KT1、延时继电器KT2周期性供电/断电，此时，运转/转速指示灯H1周期性闪烁，当延时继电器KT1、延时继电器KT2断电时，其停转延时时间得以重置；
当设备被动端停转时，基体静止不动，所述接近开关SQ1、接近开关SQ2其一持续性检测到基体，并对应使中间继电器KA1线圈、中间继电器KA2线圈其一持续性得电、对应使所述中间继电器KA1常开点、中间继电器KA2常开点其一持续性闭合，对应为所述延时继电器KT1、延时继电器KT2其一持续性供电，当延时继电器KT1、延时继电器KT2其一持续性供电的持续时间达到停转延时时间时，对应延时继电器的延时闭合点闭合，中间继电器KA3线圈得电，中间继电器KA3常开点闭合形成自锁保持线圈得电状态，中间继电器KA3常闭点断开使接触器KM线圈失电，使电机停转，此时停转故障报警灯H2持续性点亮；
步骤四，当设备被动端停转导致中间继电器KA3触发停转保护动作时，能且只能通过按下停转复位按钮SB3使被动端防停转***复位。
本发明的有益效果有：
本发明可极大的降低设备因被动端停转引发重大故障的概率，其成本：除去原有的电机主电路控制元件，为实施本发明需要增加的控制元件有：接近开关2个，延时继电器2个，中间继电器3个，指示灯2个，必要的电缆、电箱以及安装成本，总成本可控制在1000元内。
当设备被动端停转时，铁环静止不动，缺口角度小于180°的铁环和180°分布安装的接近开关，保证至少有1个接近开关处于铁环实***置，持续性为延时继电器KT1、延时继电器KT2其中的一个供电，当持续时间达到设定的停转延时时间(根据设备可承受的停转时间灵活设定/调整)后触发动作，使对应延时继电器的延时闭合点闭合、中间继电器KA3线圈得电，并通过中间继电器KA3常开点闭合形成自锁，中间继电器KA3常闭点断开使接触器KM线圈失电，使电机停转，防止因设备被动端停转引发重大故障。
当设备正常运转时，带缺口的铁环周期性触发接近开关SQ2，接近开关SQ2通过中间继电器KA2周期性的为运转/转速指示灯H1供电。因此，从运转/转速指示灯H1的闪烁状态可以观察到设备被动端是否在转动：一直亮不闪烁说明被动端停止转动；一直灭不闪烁有可能被动端停止转动，也有可能检测元件接近开关SQ2或中间继电器KA2发生故障失灵，可安排检修；经验丰富的操作人员可通过运转/转速指示灯H1闪烁的快慢判断被动端转速正常如否。
当因停转导致中间继电器KA3触发动作后，停转故障报警灯H2会持续点亮，表示此次电机停转不是其他原因造成的(比如过载导致熔断器FU熔断，电机超载导致热继电器FR动作、人为停机等)，而是被动端停转造成的，方便操作人员和维修人员准确判断故障。停转故障报警灯H2可设置为声光报警器，能在较大范围和较远距离警示操作人员。
同时，被动端防停转电路通过中间继电器KA3的自锁，使得操作人员无法通过按下启动按钮SB2再次启动设备，能且只能按下停转复位按钮SB3来破坏中间继电器KA3的自锁才能重新开启设备。停转复位按钮SB3可安装在远离现场操作人员的位置，只有维修人员修复设备后，由维修人员复位，避免误启动操作带来安全事故。
附图说明
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明，
附图1是本发明的被动端防停转电路结构示意图；
附图2是本发明的基体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
参照图1，被动端防停转电路，包括电机主电路和控制电路。
电机主电路包括电机M及与其连接的热继电器FR、接触器KM主触头常开点、断路器QF，控制电路包括启动停止电路和停转保护电路，其中启动停止电路包括串联设置的熔断器FU、停止按钮SB1、中间继电器KA3常闭点、启动按钮SB2、热继电器FR常闭点、接触器KM线圈、与启动按钮SB2并联的接触器KM辅助触头常开点，停转保护电路包括中间继电器KA1、中间继电器KA2、中间继电器KA3线圈、延时继电器KT1、延时继电器KT2、接近开关SQ1、接近开关SQ2，延时继电器KT1、延时继电器KT2分别与中间继电器KA1常开点、中间继电器KA2常开点串联后并联，接近开关SQ1、接近开关SQ2分别与中间继电器KA1线圈、中间继电器KA2线圈相连后并联，延时继电器KT1延时闭合点、延时继电器KT2延时闭合点并联后与中间继电器KA3线圈串联。
进一步地，延时继电器KT1延时闭合点、延时继电器KT2延时闭合点并联后与中间继电器KA3常开点并联。
进一步地，延时继电器KT1延时闭合点、延时继电器KT2延时闭合点与中间继电器KA3常开点并联后串联有停转复位按钮SB3。
本被动端防停转电路的工作原理：
启动设备时，按下启动按钮SB2，启动按钮SB2常开点闭合，L1相经过熔断器FU、停止按钮SB1常闭点、中间继电器KA3常闭点、启动按钮SB2常开点、热继电器FR给电机接触器KM的线圈供电，接触器KM主触头常开点吸合，电机运转。同时接触器KM的辅助触头常开点闭合，在松开启动按钮SB2后，L1相经过与启动按钮SB2并联的接触器KM的辅助触头常开点实现自锁，给接触器KM线圈继续供电，电机得以继续运转。
人为停机时，按下停止按钮SB1，接触器KM线圈失电，电机停转。
同时，若控制电路过载导致熔断器FU熔断，或者电机超载导致热继电器FR动作(FR常闭点会断开)，或者中间继电器KA3动作(KA3常闭点会断开)，也将使接触器KM线圈失电，导致电机停转。
中间继电器KA3，便是停转保护触发的输出元件。
被动端防停转电路通过接近开关SQ1、接近开关SQ2使中间继电器KA3触发停转保护动作并自锁后，操作人员无法通过按下启动按钮SB2再次启动设备，能且只能按下停转复位按钮SB3来破坏中间继电器KA3的自锁才能重新开启设备。停转复位按钮SB3可安装在远离现场操作人员的位置，只有维修人员修复设备后，由维修人员复位，避免误启动操作带来安全事故。
进一步地，中间继电器KA3线圈并联有停转故障报警灯H2，延时继电器KT2并联有运转/转速指示灯H1。
实施例2
被动端防停转***，本***包括与被动端同步转动的基体和实施例1的被动端防停转电路，参照图2，所述的基体设置有缺口，基体与被动端同轴安装，其缺口的角度范围为150°～170°，接近开关SQ1、接近开关SQ2位于基体的直径方向呈180°分布安装于基体的两侧，并逼近基体即可。
进一步地，基体为带缺口的铁环，铁环直径不小于50毫米。
当设备被动端停转时，铁环静止不动，缺口角度小于180°的铁环和180°分布安装的接近开关，保证至少有1个接近开关处于铁环实***置，持续性为延时继电器KT1、延时继电器KT2其中的一个供电，当持续时间达到设定的停转延时时间(根据设备可承受的停转时间灵活设定/调整)后触发动作，使对应延时继电器的延时闭合点闭合、中间继电器KA3线圈得电，并通过中间继电器KA3常开点闭合形成自锁，中间继电器KA3常闭点断开使接触器KM线圈失电，使电机停转，防止因设备被动端停转引发重大故障。
本***适用于被动端转速不高于2转/分的设备。因为采用的中间继电器和延时继电器，其线圈吸合、释放有个时间过程，转速太快将导致其嗡鸣并且失效。对于转速高于2转/秒的中高速设备，需要另外配置一套常用的传动减速结构，将被动端基体检测端的转速降低至2转/秒以下。
实施例3
被动端防停转方法，本方法应用于实施例2的被动端防停转***，其包括以下步骤：
步骤一，被动端防停转***的安装；
步骤二，设定延时继电器KT1、延时继电器KT2的停转延时时间(根据设备可承受的停转时间灵活设定/调整)；
步骤三，通过接近开关SQ1、接近开关SQ2对基体进行检测：
当设备被动端正常运行时，接近开关SQ1、接近开关SQ2周期性检测到基体，并分别使中间继电器KA1线圈、中间继电器KA2线圈周期性得电/失电、使中间继电器KA1常开点、中间继电器KA2常开点周期性闭合/断开，为延时继电器KT1、延时继电器KT2周期性供电/断电，此时，运转/转速指示灯H1周期性闪烁，当延时继电器KT1、延时继电器KT2断电时，其停转延时时间得以重置；
当设备被动端停转时，基体静止不动，接近开关SQ1、接近开关SQ2其一持续性检测到基体，并对应使中间继电器KA1线圈、中间继电器KA2线圈其一持续性得电、对应使中间继电器KA1常开点、中间继电器KA2常开点其一持续性闭合，对应为延时继电器KT1、延时继电器KT2其一持续性供电，当延时继电器KT1、延时继电器KT2其一持续性供电的持续时间达到停转延时时间时，对应延时继电器的延时闭合点闭合，中间继电器KA3线圈得电，中间继电器KA3常开点闭合形成自锁保持线圈得电状态，中间继电器KA3常闭点断开使接触器KM线圈失电，使电机停转，此时停转故障报警灯H2持续性点亮；
步骤四，当设备被动端停转导致中间继电器KA3触发停转保护动作时，能且只能通过按下停转复位按钮SB3使被动端防停转***复位。
实施例4
基于实施例2所述的被动端防停转***，当设备正常运转时，本***可视为一种设备被动端运行状态指示***或转速指示***。
当设备正常运转时，带缺口的铁环周期性触发接近开关SQ2，接近开关SQ2通过中间继电器KA2周期性的为运转/转速指示灯H1供电。
因此，从运转/转速指示灯H1的闪烁状态可以观察到设备被动端是否在转动：一直亮不闪烁说明被动端停止转动；一直灭不闪烁有可能被动端停止转动，也有可能检测元件接近开关SQ2或中间继电器KA2发生故障失灵，可安排检修；经验丰富的操作人员可通过运转/转速指示灯H1闪烁的快慢判断被动端转速正常如否。
实施例5
基于实施例2所述的被动端防停转***，当设备停转时，本***可视为一种设备被动端停转故障分析***。
当因停转导致中间继电器KA3触发动作后，若停转故障报警灯H2持续点亮，表示此次电机停转不是其他原因造成的(比如过载导致熔断器FU熔断，电机超载导致热继电器FR动作、人为停机等)，而是被动端停转造成的，方便操作人员和维修人员准确判断故障。
停转故障报警灯H2可设置为常用声光报警器，能在较大范围和较远距离警示操作人员。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.被动端防停转电路，包括电机主电路和控制电路，所述电机主电路包括电机M及与其连接的热继电器FR、接触器KM主触头常开点、断路器QF，其特征在于：所述控制电路包括启动停止电路和停转保护电路，所述启动停止电路包括串联设置的熔断器FU、停止按钮SB1、中间继电器KA3常闭点、启动按钮SB2、热继电器FR常闭点、接触器KM线圈、与启动按钮SB2并联的接触器KM辅助触头常开点，所述停转保护电路包括中间继电器KA1、中间继电器KA2、中间继电器KA3线圈、延时继电器KT1、延时继电器KT2、接近开关SQ1、接近开关SQ2，所述延时继电器KT1、延时继电器KT2分别与中间继电器KA1常开点、中间继电器KA2常开点串联后并联，所述接近开关SQ1、接近开关SQ2分别与中间继电器KA1线圈、中间继电器KA2线圈相连后并联，所述延时继电器KT1延时闭合点、延时继电器KT2延时闭合点并联后与所述中间继电器KA3线圈串联。
2.根据权利要求1所述的被动端防停转电路，其特征在于：所述延时继电器KT1延时闭合点、延时继电器KT2延时闭合点并联后与所述中间继电器KA3常开点并联。
3.根据权利要求2所述的被动端防停转电路，其特征在于：所述延时继电器KT1延时闭合点、延时继电器KT2延时闭合点与所述中间继电器KA3常开点并联后串联有停转复位按钮SB3。
4.根据权利要求1所述的被动端防停转电路，其特征在于：所述中间继电器KA3线圈并联有停转故障报警灯H2。
5.根据权利要求1所述的被动端防停转电路，其特征在于：所述延时继电器KT2并联有运转/转速指示灯H1。
6.被动端防停转***，其特征在于：所述***包括与被动端同步转动的基体和权利要求1～5任一项所述的被动端防停转电路，所述基体设置有缺口，所述缺口的角度范围为150°～170°，所述接近开关SQ1、接近开关SQ2呈180°分布安装于基体两侧。
7.根据权利要求6所述的被动端防停转***，其特征在于：所述基体为带缺口的铁环，所述铁环直径不小于50毫米。
8.根据权利要求6所述的被动端防停转***，其特征在于：所述被动端的转速不高于2转/分。
9.根据权利要求8所述的被动端防停转***，其特征在于：当被动端的转速高于2转/分时，所述被动端与基体之间设置有传动减速结构。
10.被动端防停转方法，其特征在于：所述方法应用于权利要求6～9任一项所述的被动端防停转***，其包括以下步骤：
步骤一，被动端防停转***的安装；
步骤二，设定所述延时继电器KT1、延时继电器KT2的停转延时时间；
步骤三，通过接近开关SQ1、接近开关SQ2对基体进行检测：
当设备被动端正常运行时，所述接近开关SQ1、接近开关SQ2周期性检测到基体，并分别使所述中间继电器KA1线圈、中间继电器KA2线圈周期性得电/失电、使所述中间继电器KA1常开点、中间继电器KA2常开点周期性闭合/断开，为所述延时继电器KT1、延时继电器KT2周期性供电/断电，此时，运转/转速指示灯H1周期性闪烁，当延时继电器KT1、延时继电器KT2断电时，其停转延时时间得以重置；
当设备被动端停转时，基体静止不动，所述接近开关SQ1、接近开关SQ2其一持续性检测到基体，并对应使中间继电器KA1线圈、中间继电器KA2线圈其一持续性得电、对应使所述中间继电器KA1常开点、中间继电器KA2常开点其一持续性闭合，对应为所述延时继电器KT1、延时继电器KT2其一持续性供电，当延时继电器KT1、延时继电器KT2其一持续性供电的持续时间达到停转延时时间时，对应延时继电器的延时闭合点闭合，中间继电器KA3线圈得电，中间继电器KA3常开点闭合形成自锁保持线圈得电状态，中间继电器KA3常闭点断开使接触器KM线圈失电，使电机停转，此时停转故障报警灯H2持续性点亮；
步骤四，当设备被动端停转导致中间继电器KA3触发停转保护动作时，能且只能通过按下停转复位按钮SB3使被动端防停转***复位。
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