CN102928710A - 一种用于电磁阀未被驱动时段进行线路故障侦测的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及柴油机安全保护技术领域，公开一种用于电磁阀未被驱动时段进行线路故障侦测的方法，采用柴油机上安装的电磁阀线圈V1与主控模块内部电阻R1构成的分压电路，将分压信号传输至比较器，比较器输出的信号通过光耦4N25进行光电传输至STATE点电位；当安全保护控制器未驱动电磁阀工作，且电磁阀线圈V1及供电回路未出现中断时，STATE点电位为5V；当安全保护控制器未驱动电磁阀工作，且电磁阀线圈V1及供电回路出现中断时，STATE点电位为0V；本发明能够智能的对一些电磁阀未被驱动时段进行线路故障侦测故障的监控与报警，实现柴油机在异常情况下的自动紧急停车保护，提高柴油机系统运行安全型、可靠性及控制精度。
Description
【技术领域】
本发明涉及柴油机安全保护技术领域，尤其是涉及柴油机安全保护控制线路故障监测的一种用于电磁阀未被驱动时段进行线路故障侦测的方法。
【背景技术】
目前，柴油机安全保护的各种功能大多采用分立器件、或通用性PLC实现，虽然一定程度上解决了柴油机安全运行问题，但由于不具备信号线路故障侦测等功能，因此综合可靠性仍需进一步提升。国内经济的飞速发展使大型远洋船舶及重型工程机械等高端装备的应用领域迅速拓宽，动力系统作为装备的核心部分其技术需求也越来越高，国内与国际的相关规范要求也越来越严格，提供更高效、更安全的动力系统安全保护已经成为必不可少的组成部分。由于柴油机电磁阀及电磁阀驱动电路，一旦出现故障，会对柴油机的安全运行及保护产生重大隐患，故急需一种解决电磁阀及电磁阀驱动电路存在隐患故障的测量判断方法。
【发明内容】
为克服背景技术存在的技术问题，本发明提供一种用于电磁阀未被驱动时段进行线路故障侦测的方法，能够智能的对一些电磁阀未被驱动时段进行线路故障侦测故障的监控与报警，实现柴油机在异常情况下的自动紧急停车保护，提高柴油机系统运行安全型、可靠性及控制精度。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于电磁阀未被驱动时段进行线路故障的侦测电路，由侦测电磁阀信号的紧急停机电磁阀线路故障侦测电路与中央处理器相连，中央处理器通过紧急停机保护驱动输出电路与电磁阀驱动电路相连，中央处理器通过线路故障综合报警电路与基本监控系统相连，并通过RS485通讯电路与从控显示模块相连。
一种用于电磁阀未被驱动时段进行线路故障的侦测电路，所述紧急停机电磁阀线路故障侦测电路由电磁阀驱动电路通过线路故障判断比较器电路与光电隔离电路相连组成；所述线路故障判断比较器电路由电磁阀线圈V1与电阻R1构成的分压电路与比较器相连构成，比较器由LM124集成运算放大器及相关配置电阻和与光耦4N25相连组成。
一种用于电磁阀未被驱动时段进行线路故障侦测的方法，采用集成运算放大器LM124构建出电位比较器电路，通过紧急停机电磁阀驱动控制指令与比较器电路结果相结合的判断条件，从而判断出线路是否存在故障，其步骤如下：
1）、采用用于切断柴油机进气通路、燃油通路的电磁阀线圈V1与主控模块内部电阻R1构成的分压电路，电磁阀线圈直流内阻20±5欧姆，将分压信号传输至比较器，比较器输出的信号通过光耦4N25进行光电传输至STATE点电位；
2）、设置电位，正常电磁阀未驱动状态下比较器D1同相输入端的电位24V，电阻R3、R4将比较器D1反相输入端基准比较电压设置在10V；
3）、判断：
当安全保护控制器未驱动电磁阀工作，即主控模块未发出紧急停机指令使KM触点未闭合、电磁阀V1未工作，且电磁阀线圈V1驱动电路及供电回路电缆L1、L2未出现中断时，STATE点电位为5V（TRUE）；
当安全保护控制器未驱动电磁阀工作，即主控模块未发出紧急停机指令使KM触点未闭合、电磁阀V1未工作，但电磁阀线圈V1驱动电路及供电回路电缆L1、L2出现中断时，STATE点电位为0V（FALSE）；
当主控模块发出紧急停机指令时KM触点闭合、电磁阀V1得电工作，此时停止电磁阀V1线路故障侦测。
一种用于电磁阀未被驱动时段进行线路故障侦测的流程：是侦测电磁阀驱动电路的信号通过线路故障判断比较器电路比较，经光电隔离电路处理的信号STATE传输至中央处理器，中央处理器判断紧急停机保护是否被激活，是Y，电磁阀得电工作；是N，电磁阀未工作；
当STATE= TRUE时，是Y，电磁阀驱动电路无故障，状态数据位=0；是N， 经DELAY=2S的延时，判断是Y，电磁阀驱动电路发生故障，状态数据位=1，传输至报警及执行机构；是N返回。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下实施的优越性：
一种用于电磁阀未被驱动时段进行线路故障侦测的方法，本发明能够智能的对一些电磁阀未被驱动时段进行线路故障侦测故障的监控与报警，实现柴油机在异常情况下的自动紧急停车保护，提高柴油机系统运行安全型、可靠性及控制精度。
【附图说明】
图1为柴油机控制系统结构图；
图中：1、基本监控系统，2、传感器，3、柴油机，4、安全保护执行元件，5、安全保护控制系统，6、基本监控执行元件。
图2为电磁阀驱动电路侦测原理方框图；
图3为紧急停机电磁阀线路故障侦测电路图；
图4为电磁阀未被驱动时线路故障侦测程序流程图。
【具体实施方式】
通过下面的实施实例可以更详细的解释本发明；
本发明是在船用柴油发电机机旁控制系统内做独立安全保护应用。柴油机运行时，通过对燃油/滑油/海水/淡水的压力、燃油/滑油/海水/淡水的温度、运行转速等参数的实时监控，可以使工作人员有效识别柴油机运行时的健康状况，通过设置独立的安全保护系统，进一步提高远洋船舶中柴油机运行的安全性、可靠性。
如附图1简要概括了整个系统的架构，柴油机3上安装1～n个各类传感器2以确保各类监控数据得以采集与传递，传感器2采集的数据包括模拟信号（0-5V或4-20mA）/开关量信号（逻辑状态0和1）分别进入基本监控系统1和安全保护控制系统5进行运算处理，按照应用逻辑要求将处理结果传送至安全保护执行元件4、基本监控执行元件6完成系统闭环控制。
本发明根据中国船级社钢制海船入级规范2006（第四分册）的要求将传感器测量线路故障报警及引起发动机紧急停机保护的报警（如：超速报警、滑油压力过低报警、水温过高报警、曲轴箱压力高报警）集成到安全保护控制部分，安全保护控制功能的独立配置使系统更加完善。
如附图2用于电磁阀未被驱动时段进行线路故障的侦测电路，由侦测电磁阀信号的紧急停机电磁阀线路故障侦测电路与中央处理器相连，中央处理器通过紧急停机保护驱动输出电路与电磁阀驱动电路相连，中央处理器通过线路故障综合报警电路与基本监控系统相连，并通过RS485通讯电路与从控显示模块相连。所述侦测电磁阀驱动电路的信号通过线路故障判断比较器电路比较，经光电隔离电路处理的信号STATE传输至中央处理器，中央处理器通过紧急停机保护驱动输出电路控制电磁阀驱动电路，通过线路故障综合报警电路传输至基本监控系统进行控制，并通过RS485通讯电路在从控显示模块上的数码管显示。
流程如附图4：中央处理器判断紧急停机保护是否被激活，是Y，电磁阀得电工作；是N，电磁阀未工作；
当STATE= TRUE时，是Y，电磁阀驱动电路无故障，状态数据位=0；是N， 经DELAY=2S的延时，判断是Y，电磁阀驱动电路发生故障，状态数据位=1，传输至报警及执行机构；是N返回。
所述紧急停机电磁阀线路故障侦测电路由电磁阀驱动电路通过线路故障判断比较器电路与光电隔离电路相连组成；所述线路故障判断比较器电路由电磁阀线圈V1与电阻R1构成的分压电路与比较器相连构成，比较器由LM124集成运算放大器及相关配置电阻和与光耦4N25相连组成。
附图3为紧急停机电磁阀线路故障侦测电路，该电磁阀主要用于切断柴油机的进气通路、燃油通路，该电磁阀的工作仅在出现紧急停机保护时，正常停机过程不受控制，未避免紧急停机情况出现时该类电磁阀无法正常工作而导致事故扩大的现象，安全保护控制对该类电磁阀驱动电路进行了非工作时段的完好性检测，目的是提高系统运行的安全性、可靠性。
该单元电路适用包括：紧急停机电磁阀A、紧急停机电磁阀B。由于该类电磁阀工作时电流较大，因此不适宜采用在电磁阀驱动电路中串入小阻值大功率电阻获得取样电压信号而实现全时段线路故障侦测的方法。考虑到该电磁阀驱动信号由控制器本身发出，故采取电磁阀未被驱动时段进行线路故障侦测而电磁阀被驱动时段停止故障侦测的方法。采用集成运算放大器LM124构建出电位比较器电路，通过紧急停机电磁阀驱动控制指令与比较器电路结果相结合的判断条件，从而判断出线路是否存在故障。对照附图进行如下原理说明：
电磁阀线圈V1与主控模块内部电阻R1构成分压电路，电磁阀线圈直流电阻约为20欧姆，正常电磁阀未驱动状态下运算放大器D1同相输入端的电位约24V，R3、R4将D1比较器反相输入端基准比较电压设置在10V。当主控模块未发出紧急停机指令使KM触点未闭合、电磁阀V1未工作，并且电磁阀V1驱动电路电缆L1、L2未出现中断时，STATE点电位为5V（TRUE）；当主控模块未发出紧急停机指令使KM触点未闭合、电磁阀V1未工作，但电磁阀V1驱动电路电缆L1、L2出现中断时，STATE点电位为0V（FALSE）；当主控模块发出紧急停机指令时KM触点闭合、电磁阀V1得电工作，此时停止电磁阀V1线路故障侦测。根据上述判断条件编制单片机应用软件最终完成线路故障侦测。
Claims (4)
1.一种用于电磁阀未被驱动时段进行线路故障的侦测电路，其特征在于：由侦测电磁阀信号的紧急停机电磁阀线路故障侦测电路与中央处理器相连，中央处理器通过紧急停机保护驱动输出电路与电磁阀驱动电路相连，中央处理器通过线路故障综合报警电路与基本监控系统相连，并通过RS485通讯电路与从控显示模块相连。
2.根据权利要求1所述的一种用于电磁阀未被驱动时段进行线路故障的侦测电路，其特征在于：所述紧急停机电磁阀线路故障侦测电路由电磁阀驱动电路通过线路故障判断比较器电路与光电隔离电路相连组成；所述线路故障判断比较器电路由电磁阀线圈V1与电阻R1构成的分压电路与比较器相连构成，比较器由LM124集成运算放大器及相关配置电阻和与光耦4N25相连组成。
3.一种用于电磁阀未被驱动时段进行线路故障侦测的方法，其特征在于：采用集成运算放大器LM124构建出电位比较器电路，通过紧急停机电磁阀驱动控制指令与比较器电路结果相结合的判断条件，从而判断出线路是否存在故障，其步骤如下：
1）、采用用于切断柴油机进气通路、燃油通路的电磁阀线圈V1与主控模块内部电阻R1构成的分压电路，电磁阀线圈直流内阻20±5欧姆，将分压信号传输至比较器，比较器输出的信号通过光耦4N25进行光电传输至STATE点电位；
2）、设置电位，正常电磁阀未驱动状态下比较器D1同相输入端的电位24V，电阻R3、R4将比较器D1反相输入端基准比较电压设置在10V，R3、R4将D1比较器反相输入端的基准比较电压设置在10V；
3）、判断：
当安全保护控制器未驱动电磁阀工作，即主控模块未发出紧急停机指令使KM触点未闭合、电磁阀V1未工作，且电磁阀线圈V1驱动电路及供电回路电缆L1、L2未出现中断时，STATE点电位为5V（TRUE）；
当安全保护控制器未驱动电磁阀工作，即主控模块未发出紧急停机指令使KM触点未闭合、电磁阀V1未工作，但电磁阀线圈V1驱动电路及供电回路电缆L1、L2出现中断时，STATE点电位为0V（FALSE）；
当主控模块发出紧急停机指令时KM触点闭合、电磁阀V1得电工作，此时停止电磁阀V1线路故障侦测。
4.一种用于电磁阀未被驱动时段进行线路故障侦测的流程：其特征在于：是侦测电磁阀驱动电路的信号通过线路故障判断比较器电路比较，经光电隔离电路处理的信号STATE传输至中央处理器，中央处理器判断紧急停机保护是否被激活，是Y，电磁阀得电工作；是N，电磁阀未工作；
当STATE= TRUE时，是Y，电磁阀驱动电路无故障，状态数据位=0；是N， 经DELAY=2S的延时，判断是Y，电磁阀驱动电路发生故障，状态数据位=1，传输至报警及执行机构；是N返回。
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