CN102665334A - 一种防爆光感应照明控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防爆光感应照明控制装置，在电源的三相输出线上设置有断路器，在断路器输出端的B相线上分别连接有中间继电器KA触点光感应器二触点，中间继电器KA触点与自锁紧按钮连接，自锁紧按钮输出端同时与中间继电器KM触点、自复位按钮和光感应器一触点三者连接，中间继电器KM触点、自复位按钮和光感应器一触点三者的输出端同时与中间继电器KM线包连接；光感应器二触点与中间继电器KA线包连接；中间继电器KM线包输出端和中间继电器KA线包输出端同时与电源的零线连接；与电源连接的工作线路上安装有断路器二。本发明的装置，最大限度利用自然光，降低电能损耗，为用户降低成本。

Description

一种防爆光感应照明控制装置

技术领域

本发明属于机电控制技术领域，涉及一种防爆光感应照明控制装置。

背景技术

目前，石油钻机上照明装置的启停存在很大主观随意性。随着石油钻机特别是海洋平台对照明的日益苛刻，比如很多海洋平台用户要求照明范围达到无缝对接，否则存在安全隐患，石油钻机照明的需求不断增加，由此造成用电成本的攀升。

现有照明电路控制装置，由于地理时差的特殊性导致石油钻机上照明装置的启停时间无法很好的控制，这就导致在控制的判断上存在一定的主观随意性。

发明内容

本发明的目的是提供一种防爆光感应照明控制装置，解决了现有技术中照明范围不能达到无缝对接，造成用电成本的攀升的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种防爆光感应照明控制装置，在电源的三相输出线上设置有断路器一，在断路器一输出端的B相线上连接有中间继电器KA触点，中间继电器KA触点与自锁紧按钮输入端连接，自锁紧按钮输出端同时与中间继电器KM触点、自复位按钮和光感应器一触点三者的输入端连接，中间继电器KM触点、自复位按钮和光感应器一触点三者的输出端同时与中间继电器KM线包连接；

在断路器一输出端的B相线上同时连接有光感应器二触点，光感应器二触点与中间继电器KA线包输入端连接；

中间继电器KM线包输出端和中间继电器KA线包输出端同时与电源的零线连接；与电源连接的工作线路上安装有断路器二。

本发明的有益效果是，最大限度利用自然光，降低电能损耗，为用户降低成本；结构简单，安全可靠、成本低廉，满足石油钻机工作环境的要求。

附图说明

图1是本发明装置的工作原理示意图；

图2是本发明装置实施例的布局示意图。

图中，1.断路器一，2.电源，3.中间继电器KA触点，4.自锁紧按钮，5.中间继电器KM触点，6.自复位按钮，7.光感应器一，8.中间继电器KM线包，9.光感应器二，10.中间继电器KA线包，11.照明灯组，12.数据线，13.控制装置主体，14.偏房，15.司钻房，16.断路器二。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的防爆光感应照明控制装置，基于以下三点考虑：首先，石油钻机的工作环境特殊性。钻机工作的环境十分复杂，在极热(沙漠)和极冷(极地)环境下，对设备的适应性提出很高要求；而且石油钻机工作环境导致的交通不便(偏僻野外、远离城市/网络、经常移动等)，使得后期产品维护和跟踪服务困难，所以产品必须可靠耐用，还要满足石油钻机电气的相关要求。这一特殊要求就导致城市照明中的光感应技术无法应用于石油钻机，所以本发明在技术方案中首先引入了防爆要求。其次，无论在相关元器件选型还是在控制回路的设计上都完全有别于城市照明中的光感应技术——这也就是该发明专利的创新点。最后，考虑到使用环境的复杂多变，光感应器和控制装置主体之间采用数据线连接来降低信号的干扰失真。

本装置对于照明的启停就是依据自然光亮度的强弱，从而达到在满足使用的前提下，最大限度降低电能损耗的目的。另外，本装置本身设置有旁路倒换——就是当阴雨天或特殊情况时通过手动，控制整体照明电路的启动或停止。

参照图1，是本发明的照明控制装置的电路连接结构示意图，照明控制装置的结构是，在电源2的三相输出线上设置有断路器一1(或称QF)，在断路器一1输出端的B相线上连接有中间继电器KA触点3，中间继电器KA触点3与自锁紧按钮4(或称SB1)输入端连接，自锁紧按钮4输出端同时与中间继电器KM触点5、自复位按钮6(或称SB2)和光感应器一7触点(光亮值T1)三者的输入端连接，即中间继电器KM触点5、自复位按钮6和光感应器一7触点三者组成一个并联电路，中间继电器KM触点5、自复位按钮6和光感应器一7触点三者的输出端同时与中间继电器KM线包8连接；

在断路器一1输出端的B相线上同时连接有光感应器二9(光亮值T2)触点，光感应器二9触点与中间继电器KA线包10输入端连接；

中间继电器KM线包8输出端和中间继电器KA线包10输出端同时与电源2的零线连接；

与电源2连接的工作线路上安装有断路器二16(或称断路器KM)和工作照明用的照明灯组11；电源2根据工作需要可以选用AC220V/50HZ的电源参数或其他与照明灯组11相匹配的电源参数。

上述结构中总共是两个中间继电器(中间继电器KM和中间继电器KA)。图1中的一个KM表示是中间继电器KM线包8，一个KM表示是中间继电器KM触点5，还有一个KM表示断路器二KM16；同样，图1中的一个KA表示是中间继电器KA线包10，一个KA表示是中间继电器KA触点3。

上述的所有部件构成控制装置主体13。图2中的控制装置主体13其实就是包括了原理图1的所有部件，原理图1中的光感应器一7和光感应器二9其实就是光感应器内置到控制装置主体13内的两个触点，并不是光感应器本身；这两个触点是在光感应器工作时吸合。设置两个光感应器就是因为考虑到多云、起雾等环境对日照强度的影响，所以要有个间隔范围——介于光感应器一7和光感应器二9之间的照射强度，照明灯组依旧亮。

参照图2，本发明的照明控制装置在实际布局时，控制装置主体13固定在司钻房15内，为了避开井口中心的一级防爆区，将两个光感应器(光感应器一7、光感应器二9)设置到偏房14上或其它非一级防爆区，同时通过数据线12及两个光感应器的触点实现与控制装置主体13连接。这样在工作时，通过偏房14上的两个光感应器采集信号，当自然光线的亮度达到设定值时两个光感应器通过数据线12将信号传到司钻房15内的控制装置主体13上，各个触点根据预先设定的光亮值(T1、T2)动作，实现控制电路的开闭。

本发明的照明控制装置的工作过程是，以不同情况光线值分别叙述如下：首先，将光感应器一7和光感应器二9的光亮值(T1、T2)(或叫感应值)依据使用环境进行设定；将断路器一1吸合，将自锁紧按钮4置于常闭点、自复位按钮6置于常开点，由于这两个开关比较特殊，只有旁路倒换时才使用，所以做了出厂预设，但是现场控制是由操作人员手动实施。

1)在自然光线的亮度过低时，当光感应器一7在自然光线的亮度低于设定值时导通(注：它内部相当于一个电阻，当阻值达到或低于设定值时导通)，使得中间继电器KM线包8得电，中间继电器KM触点5闭合同时断路器二16吸合；照明控制系统工作，照明灯组11开启(为防止照明系统启动后照明灯组11对光感应器一7产生影响，所以回路设计采用区别控制：光感应器一7仅负责启动，对后续控制不产生影响；当中间继电器KM线包8得电，中间继电器KM触点5吸合后，整个回路的后续控制就与光感应器一7无关)；此时光感应器二9在日照强度低于设定值时不导通。

2)在自然光线的亮度过高时，光感应器二9在自然光线的亮度高于设定值时导通(注：它内部相当于一个电阻，当阻值超过设定值时导通)，使得中间继电器KA的KA线包10得电，中间继电器KA触点3断开，使得中间继电器KM线包8不得电，中间继电器KM触点5断开同时断路器二16断开；在原理图1上，设计的控制回路目的就是当光感应器二9导通时，中间继电器KA触点3所在回路自动断开，照明控制系统停止工作，照明灯组11熄灭。此时光感应器一7在日照强度高于设定值时不导通。

3)如果是阴雨天的情况下需要启动或停止时，本发明通过启动旁路倒换方式，即将自锁紧按钮4进行手动控制停止(如果不工作，手动断开回路)，自复位按钮6进行手动控制启动(常开状态，如果需要工作手动启动)，这时中间继电器KM线包8得电，中间继电器KM触点5吸合同时断路器二16吸合，照明控制系统工作，照明灯组11开启，自复位按钮6恢复常开状态)。从原理图1上可以看出，自锁紧按钮4是一个总开关，如果它断开，整个系统不得电，该装置将不工作，所以出厂预设为常闭点；而原理图1从自锁紧按钮4往后的自复位按钮6，属于三个支路中的一个，设计自复位按钮6的目的是：当阴雨天或突发情况导致光感应器一7和光感应器二9无法正常工作时，由自复位按钮6来控制该装置的启动。注：这种情况下需确保光感应器一7和光感应器二9在控制装置主体内的触点均不导通。

4)如果不需考虑光照强度的的情况下需要启动或停止时，本发明启动旁路倒换方式，即将自锁紧按钮4进行手动控制停止，自复位按钮6进行手动控制启动。

上述的第三和第四种情况实质上是一个状态，即实质上共有三种工作状态，阴雨天本身就是不需考虑光照强度的的情况下需要启动或停止时的工作状态。

本发明的照明控制装置的工作过程是，也可以是以时间为节点进行控制：

首先，将光感应器一7和光感应器二9的感应值依据使用环境进行设定，在亮度为T1和T2时导通；将断路器一1吸合，将自锁紧按钮4置于常闭点、自复位按钮6置于常开点。这里共分5个阶段分别用1-5表示(1-4表示的是从早晨到黄昏的几个阶段，5表示的是特殊情况)：

阶段1，在自然光线的亮度≤T1时，当光感应器一7导通，使得中间继电器KM线包8得电，中间继电器KM触点5闭合同时断路器二16吸合；照明控制系统工作，照明灯组11开启，这时光感应器二9在日照强度低于设定值时不导通。

阶段2，在T1＜自然光线的亮度＜T2时，即黎明时刻(由于自然光线的亮度还没有达到T2，所以光感应器二9仍未导通，这时整个回路的控制就与光感应器一7无关。由于中间继电器KM触点5闭合，使得中间继电器KM线包8得电，同时断路器二16吸合；照明控制系统工作，照明灯组11仍旧启动中)。

阶段3，自然光线的亮度＞T2时，光感应器二9在自然光线的亮度高于设定值时导通，使得中间继电器KA的KA线包10得电，中间继电器KA触点3断开，使得中间继电器KM线包8不得电，中间继电器KM触点5断开同时断路器二16断开；(在原理图1上，设计控制回路目的就是当光感应器二9导通时，中间继电器KA触点3所在回路自动断开，光感应器一7在日照强度高于设定值时不导通)照明控制系统不工作，照明灯组11关闭。

阶段4，光线从＞T2回落到T1＜自然光线的亮度＜T2区间时，也就是黄昏时刻，由于自然光线的亮度已经低于T2，但是还没有达到T1，所以光感应器二9由于亮度过低未导通，光感应器一7由于亮度过高也未导通，这时整个回路的控制由于在阶段3时已经断开。所以中间继电器KM线包8不得电，中间继电器KM触点5断开同时断路器二16断开；照明控制系统不工作，照明灯组11未启动。

阶段5，如果是阴雨天的情况下需要启动或停止时，本发明启动旁路倒换方式，即将自锁紧按钮4进行手动控制停止(如果不工作，手动断开回路)，自复位按钮6进行手动控制启动(常开状态，如果需要工作手动启动)，这时中间继电器KM线包8得电，中间继电器KM触点5吸合同时断路器二16吸合，照明控制系统工作，照明灯组11开启，自复位按钮6恢复常开状态。而原理图1从自锁紧按钮4往后的自复位按钮6，属于三个支路中的一个，设计自复位按钮6的目的是：当阴雨天或突发情况导致光感应器一7和光感应器二9无法正常工作时，由自复位按钮6来控制该装置的启动。(注：这种情况下需确保光感应器一7和光感应器二9在控制装置主体内的触点均不导通)。

本发明的照明控制装置主要采用断路器、中间继电器、电源开关和光感应器完成整个逻辑控制，并且引入了防爆要求，照明的启停依据自然光亮度的强弱而非人为判断，能够适应复杂的钻机工作环境，从而在满足使用的前提下，最大限度降低电能损耗和延长设备使用寿命。

Claims (2)

1.一种防爆光感应照明控制装置，其特点在于：在电源(2)的三相输出线上设置有断路器一(1)，

在断路器一(1)输出端的B相线上连接有中间继电器KA触点(3)，中间继电器KA触点(3)与自锁紧按钮(4)输入端连接，自锁紧按钮(4)输出端同时与中间继电器KM触点(5)、自复位按钮(6)和光感应器一(7)触点三者的输入端连接，中间继电器KM触点(5)、自复位按钮(6)和光感应器一(7)触点三者的输出端同时与中间继电器KM线包(8)连接；

在断路器一(1)输出端的B相线上同时连接有光感应器二(9)触点，光感应器二(9)触点与中间继电器KA线包(10)输入端连接；

中间继电器KM线包(8)输出端和中间继电器KA线包(10)输出端同时与电源(2)的零线连接；与电源(2)连接的工作线路上安装有断路器二(16)。

2.根据权利要求1所述的防爆光感应照明控制装置，其特征在于：所述的光感应器一(7)和光感应器二(9)设置在偏房(14)，其他部件设置在司钻房(15)内，光感应器一(7)通过数据线(12)与光感应器一(7)触点连接，光感应器二(9)同时通过另一数据线(12)与光感应器二(9)触点连接。

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