CN108131208A - 一种紧急停车电路及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种紧急停车电路及其实现方法,电路在于:包括串有检测电流继电器的停车主回路,停车备用回路,主回路过流及其开关模块的开关失效短路控制回路,主回路欠流切换控制回路,主回路中开关失效短路检测回路,备用线圈预通电及断路和控制其启用的开关是否失效的检测回路,以及相应报警提示电路。方法在于,主回路发生故障切换到备用回路进行紧急停车,点亮第一故障指示灯,提示主回路发生故障;非紧急停车期间,第六故障指示灯熄灭,说明备用线圈非断路和控制其启用的开关断开,紧急停车期间,第六故障指示灯熄灭,说明备用线圈非断路,但控制其启用的开关失效开路;紧急停车期间对待用的备用线圈预通电,便于切换到备用回路快速停车。
Description
技术领域
本发明属于柴油机安全保护技术领域,具体涉及柴油机紧急停车电磁阀回路失效切换、报警电路及其实现方法。
背景技术
目前:柴油机的紧急停车系统对柴油机的紧急停车有断气和断油两种方式,断气方式是在进、排气口处加装电磁控制阀门,可以在紧急情况下控制阀门断气;断油方式是在油路上加装断油电磁控制阀门装置,在故障出现时可以紧急断油。这些电磁控制阀门即通常所指的紧急停车电磁阀。当紧急停车电磁阀采用的电磁阀为常闭型电磁阀时,所设计的紧急停车电磁阀回路为去磁(失电)停车;当紧急停车电磁阀采用的电磁阀为常开型电磁阀时所设计的紧急停车电磁阀回路为得磁(通电)停去。在去磁(失电)停车和得磁(通电)停车两种方法中,现有技术中文献记载的:柴油机以去磁进行断气或断油的电磁阀设置的紧急停车电路中电磁阀回路监控报警方法很多,在此不就简述,只对去磁停车方法的主要问题重申一下:误车停!当停车电源失电和/或紧急停车电磁阀回路断开,柴油机误停车,影响柴油机正常运行。 而柴油机以得磁进行断气或断油的电磁阀设置的紧急停车电路中电磁阀回路监控报警方法很少。柴油机以得磁进行断气或断油的电磁阀设置的紧急停车电路工作过程是:当柴油机正常工作时紧急停车电磁阀处于失电(失磁)状态,即紧急停车电磁阀失电状态时其控制的断气、断油阀门是通的;当在紧急和重大故障情况下对紧急停车电磁阀通电(得磁),关闭其控制的断气、断油阀门,实现柴油机紧急停车。然而,对于柴油机以得磁进行断气或断油的电磁阀设置的紧急停车电路中,需紧急停车时,紧急停车电磁阀正常通电柴油机才能急停,当紧急停车电磁阀线圈岀现连线断裂、线圈断路、线圈短路、以及供电电路接触不良等故障时,需紧急停车,就无法通过紧急停车电磁阀关闭其控制的断气、断油阀门,导致紧急停车失效,从而使柴油机的安全得不到保障。故对于以得磁进行断气或断油的电磁阀设置的柴油机紧急停车电路,为确保柴油机(柴油发电机)安全停机的执行,急需对对应的紧急停车电磁阀回路是否失效进行检测并报警。虽然有文献记载,如专利申请号为:201510846141.X的一种柴油机紧急停车电磁阀回路失效报警电路及其报警方法,设有备用电源和电磁阀(同样为常开型电磁阀)的冗余配置,解决:停车电源失电时切换到备用电源供电;控制紧急停车时识别到紧急停车电磁阀回路断开,切换到备用电磁阀通电工作,通过备用电磁阀关闭控制的断气、断油通路。看似完美的设置实际上根本不可能实现:停车电源失电时切换到备用电源供电;在控制紧急停车时紧急停车电磁阀回路断开,切换到备用电磁阀通电工作,通过备用电磁阀关闭控制的断气、断油通路。关于当停车电源失电时不可能切换到备用电源供电的理由是:因为具体控制停车电源与备用电源切换的电流型继电器线圈(第二电流型继电器线圈)的额定电流大于或等于停车电源的额定电流,而与该电流型继电器线圈串接的以LED为第一报警灯流过的电流不可能大于或等于停车电源的额定电流,否则不会以以LED做为报警灯;当停车电源失电时,假设流过与该电流型继电器线圈串接的以LED为第一报警灯流过的电流大于或等于停车电源的额定电流,该电流型继电器完成停车电源与备用电源切换工作,这样一来又得要求报警电源的额定电流大于或等于停车电源的额定电流,否则不能正常完成切换停车电源与备用电源切换;又因为与以LED为第二报警灯串接的电流型继电器线圈(第三电流型继电器线圈)的额定电流同样要求大于或等于停车电源的额定电流,这样一来为了确保报警电源正常工作,就必须要求报警电源的额定电流大于或等于停车电源的额定电流二倍以上,而实际上在工程设计中报警电源的额定电流要求不可能与停车电源的额定电流有关联,单独以报警电源供电的报警灯流过的电流要求也不可能与停车电源的额定电流有关联,以及以报警电源供电的电流型继电器线圈要求的额定电流同样不可能与停车电源的额定电流有关联,同样更不可能要求每个报警灯流过的电流大于或等于为其供电的电源的额定电流。关于在控制紧急停车时紧急停车电磁阀回路断开,不可能切换到备用电磁阀通电工作的理由是:串接在紧急停车电磁阀回路的电流型继电器(第一电流型继电器)根本识别不到紧急停车电磁阀回路断开的情况,因为串接在紧急停车电磁阀回路的电流型继电器线圈(第一电流型继电器线圈)该发明设置要求其额定电流大于或等于停车电源的额定电流,从而根本识别不到急停车电磁阀回路断开情况,具体原因是:①只能识别到紧急停车电磁阀回路的短路的情形,因为紧急停车电磁阀回路正常通电工作时,所设置的产生的正常电流不可能大于或等于停车电源的额定电流,如果所产生的电流大于或等于停车电源的额定电流,那肯定紧急停车电磁阀回路出现了短路现象;②当串接在紧急停车电磁阀回路的电流型继电器没有识别到大于或等于停车电源的额定电流,只能说明紧急停车电磁阀回路所通电流处于正常范围或因接触不良电阻变大电流小于正常值或直接断路电流等于零;③因为串接在紧急停车电磁阀回路的电流型继电器只能识别到紧急停车电磁阀回路的短路的情形,从而岀现紧急停车电磁阀回路所通电流不管处于正常,还是小于正常(如断路)时:假设串接在第二报警灯上的第三电流型继电器线圈所通电流大于或等于停车电源的额定电流,则备用电磁阀同样处于得电工作状态;实际上串接在第二报警灯上的第三电流型继电器线圈所通电流不可能大于或等于停车电源的额定电流,所以当紧急停车电磁阀回路所通电流不管处于正常,还是小于正常(如断路)时备用电磁阀不得电;④因为当串接在紧急停车电磁阀回路的电流型继电器只能识别到紧急停车电磁阀回路的短路的情形,当紧急停车电磁阀回路的电流大于或等于停车电源的额定电流时,对紧急停车电磁阀回路没有切断,照样处于通电状态,而是切断了没有问题备用电磁阀,故起不到紧急停车电磁阀回路短路保护作,也不能切换到备用电磁阀进行紧急停车,当然也不能对停车电源起过载保护作用。再进一步重申:因串接在报警灯上的两个电流型继电器线圈的额定电流均要求大于或等于停车电源的额定电流,难到报警电源的额定电流大于或等于停车电源的额定电流二倍以上!且每个以LED做为的报警灯点亮时流过的电流大于或等于停车电源的额定电流!否则,串接在报警灯上的电流型继电器没有办法工作。当然还有专利申请号为:201510845456.2的一种柴油发电机紧急停车电磁阀回路失效报警电路及其报警方法,设有备用电源和电磁阀(同样为常开型电磁阀)的冗余配置,解决:停车电源失电时切换到备用电源供电;控制紧急停车时识别到紧急停车电磁阀回路断开,切换到备用电磁阀通电工作,通过备用电磁阀关闭控制的断气、断油通路。冒似实现了上述功能,但除了存在专利申请号为:201510846141.X的一种柴油机紧急停车电磁阀回路失效报警电路及其报警方法所有存在的问题和缺陷,还存在报警灯所用电源为柴油发电机所产生的电直接供电,柴油发电机急停车后报警灯指示根本看不到,因为在控制柴油发电机急停时,用户不可能盯着报警灯看,只有急停后会注意一下报警灯指示状态,然而柴油发电机急停不发电,谈何有电源输出。且从专利申请号201510846141.X及专利申请号201510845456.2的说明书中记载的有益效果内容看:柴油机(柴油机发电机)紧急停车电磁阀回路失效报警电路,能够在设备发生故障时及时进行自保护,以保证其紧急停车电磁阀回路正常工作,从而实现柴油机(柴油机发电机)在异常情况下的自动紧急停车保护。进一步说明专利申请号201510846141.X及专利申请号201510845456.2的附图为柴油机主控模块向柴油机(柴油机发电机)紧急停车电磁阀回路失效报警电路发岀紧急停机指令,控制开关模块开关接通后的柴油机(柴油机发电机)紧急停车电磁阀回路失效报警电路结构示意图,也就是说专利申请号201510846141.X及专利申请号201510845456.2的附图为正在紧急停车时的柴油机(柴油机发电机)紧急停车电磁阀回路失效报警电路结构示意图,从而更进一步说明了专利申请号201510846141.X及专利申请号201510845456.2中记载的柴油机(柴油机发电机)采用的紧急停车电磁阀为得磁停车电磁阀。
众知:柴油机工作过程中,只要紧急停车电磁阀回路正常,备用电磁阀就一直处于闲置状态,备用电磁阀的线圈是否断路用户无法知晓。当紧急停车时,若紧急停车电磁阀回路不正常(如欠流),便切换到的备用电磁阀回路进行紧急停车,但此时如果备用电磁阀的线圈处于断路,则切换到的备用电磁阀回路将无法通过备用电磁阀进行紧急停车。
同时众知:采用两个停车电磁阀进行冗余,实现可靠紧急停车,但安装不方便,且成本高。
发明内容
本发明的目的为了解决现有技术存在的缺陷,针对以得磁进行断气或断油的电磁阀设置的柴油机紧急停车,提供一种紧急停车电路及其实现方法,其紧急停车电磁阀采用双线圈电磁阀,实现的功能具有:停车电源失效切换到备用电源供电,紧急停车时当紧急停车电磁阀主线圈回路欠流、过流,开关失效短路切换到备用线圈回路进行紧急停车,紧急停车电磁阀主线圈回路过流或主线圈回路控制开关失效短路时对其进行切断保护,保证紧急停车电路正常工作以及防止误停;在柴油机非紧急停车期间对备用线圈是否非断路和控制启用备用线圈的开关是否短路进行检测识别,并在柴油机紧急停车期间对启用备用线圈的开关是否开路识别,且在备用线圈启用前对其进行预通电,待切换到备用线圈工作时,备用线圈快速进入正常通流得磁,即紧急停车电磁阀动作将控制的阀门关闭,进行紧急停车;并对故障进行指示灯分别提示。
为了实现上述的目的,本发明的实现的技术方案为:
一种紧急停车电路,包括停车电源DC1、备用电源DC2、报警电源DC3、第一电压型继电器、第二电压型继电器、第三电压型继电器、第四电压型继电器、第五电压型继电器、第一电流型继电器、第二电流型继电器、紧急停车电磁阀、第一故障指示灯MIL1、第二故障指示灯MIL2、第三故障指示灯MIL3、第四故障指示灯MIL4、第五故障指示灯MIL5、第六故障指示灯MIL6、第一开关模块K1、第二开关模块K2、第三开关模块K3、第一开关管100、第二开关管200、第三开关管300、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、光电耦合器U;所述紧急停车电磁阀为双线圈紧急停车电磁阀,即紧急停车电磁阀的线圈由紧急停车电磁阀主线圈VC1和紧急停车电磁阀备用线圈VC2组成;所述第一电压型继电器线圈KV11直接与停车电源DC1并接,停车电源DC1的正极与第一电压型继电器双向触点KV12的常开端相连接,备用电源DC2的正极与第一电压型继电器双向触点KV12的常闭端相连接,备用电源DC2的负极与停车电源DC1的负极相连接;所述的紧急停车电磁阀主线圈VC1的正极串接第三电压型继电器常闭触点KV33、第二电流型继电器线圈KI21、第一电流型继电器线圈KI11后与第一电压型继电器双向触点KV12的公共端相连接,紧急停车电磁阀主线圈VC1的负极串接第一开关模块K1的开关后与停车电源DC1的负极相连接,与停车电源DC1或备用电源DC2构成第一条停车回路,所述第一条停车回路为紧急停车主回路,即紧急停车电磁阀主线圈回路;所述的紧急停车电磁阀备用线圈VC2的正极与第一电压型继电器双向触点KV12的公共端相连接,紧急停车电磁阀备用线圈VC2的负极串接第二电压型继电器常开触点KV22后与停车电源DC1的负极相连接,与停车电源DC1或备用电源DC2构成第二条停车回路,所述第二条停车回路为紧急停车备用回路,即紧急停车电磁阀备用线圈回路;第二电流型继电器常开触点KI22与第三电压型继电器常开触点KV32及第五电压型继电器常开触点KV52相互并接后,一端串接第三电压型继电器线圈KV31后接入第一电压型继电器双向触点KV12的公共端,另一端接入停车电源DC1的负极,与停车电源DC1或备用电源DC2构成第三条停车回路,所述第三条停车回路为紧急停车主回路过流及第一开关模块的开关失效短路控制回路;第一电流型继电器常闭触点KI12的一端与第一电压型继电器双向触点KV12的公共端相连接,另一端依次串接第二电压型继电器线圈KV21、第二开关模块K2的开关后接入停车电源DC1的负极,与停车电源DC1或备用电源DC2构成第四条停车回路,所述第四条停车回路为紧急停车主回路的欠流切换控制回路;第四电压型继电器线圈KV41的一端与第一电压型继电器双向触点KV12的公共端相连接,另一端接入紧急停车电磁阀主线圈VC1的负极与第一开关模块K1开关的连接线上,与停车电源DC1或备用电源DC2构成第五条停车回路,所述第五条停车回路为紧急停车主回路中第一开关模块的开关通/断检测回路;所述电阻R3的一端接入紧急停车电磁阀备用线圈VC2的负极与第二电压型继电器常开触点KV22的连接线上,另一端与二极管D4的阳极及二极管D5的阳极相互并接,二极管D4的阴极接入第二电压型继电器线圈KV21与第二开关模块K2开关的连接线上,二极管D5的阴极与二极管D6的阳极相连接,二极管D6的阴极与电阻R4的一端相连接,电阻R4的另一端与第二开关管200的控制端及电阻R5的一端相互并接,电阻R5的另一端及第二开关管200的低电位端与停车电源DC1的负极相连接,第二开关管200的高电位端与电阻R6的一端及电阻R7的一端相互并接,电阻R6的另一端接入第一电压型继电器双向触点KV12的公共端,电阻R7的另一端与第三开关管300的控制端相连接,第三开关管300的低电位端与停车电源DC1的负极相连接,第三开关管300的高电位端与光电耦合器U中发光二极管的阴极相连接,光电耦合器U中发光二极管的阳极串接电阻R8后与第一电压型继电器双向触点KV12的公共端相连接,与停车电源DC1或备用电源DC2构成第六条停车回路,所述第六条停车回路为紧急停车备用回路失效检测及备用线圈预通电的回路;第一电压型继电器常闭触点KV13串接第三故障指示灯MIL3后与报警电源DC3并接,与报警电源DC3构成停车电源失效报警回路;第三电压型继电器常开触点KV34串接第二故障指示灯MIL2后与报警电源DC3并接,与报警电源DC3构成对紧急停车主回路进行物理切断保护时的报警回路,即紧急停车主回路过流或/和第一开关模块的开关失效短路时的报警回路;第一电流型继电器常闭触点KI13与第一故障指示灯MIL1串接,串接后的一端与报警电源DC3的正极相连接,串接后的另一端与二极管D7的阳极及第二电压型继电器常开触点KV23的一端相互并接,二极管D7的阴极串接第三开关模块K3的开关后与报警电源DC3的负极相连接,第二电压型继电器常开触点KV23的另一端与报警电源DC3的负极相连接,与报警电源DC3构成紧急停车主回路欠流及欠流切换控制回路中第二开关模块K2开关失效短路的报警回路;第四电压型继电器常闭触点KV42串接第四故障指示灯MIL4后,一端与报警电源DC3的正极相连接,另一端接入二极管D7的阴极与第三开关模块K3开关的连接线上,与报警电源DC3构成紧急停车主回路中第一开关模块开关失效开路的报警回路;第五电压型继电器常开触点KV53串接第五故障指示灯MIL5后与报警电源DC3并接,与报警电源DC3构成紧急停车主回路中第一开关模块开关失效短路的报警回路;第一开关管100的低电位端与报警电源DC3的负极相连接,第一开关管100的高电位端串接第五电压型继电器线圈KV51、第四电压型继电器常开触点KV43后接入报警电源DC3的正极,电阻R1的一端与报警电源DC3的正极相连接,电阻R1的另一端与二极管D1的阳极及二极管D2的阳极相互并接,二极管D1的阴极接入二极管D7的阴极与第三开关模块K3开关的连接线上,二极管D2的阴极与二极管D3的阳极相连接,二极管D3的阴极与电阻R2的一端及第一开关管100的控制端相互并接,电阻R2的另一端与报警电源DC3的负极相连接,与报警电源DC3构成紧急停车主回路中第一开关模块的开关失效短路检测控制回路;第六故障指示灯MIL6一端与报警电源DC3的负极相连接,另一端与光电耦合器U中受光三极管的发射极相连接,光电耦合器U中受光三极管的集电极与报警电源DC3的正极相连接,与报警电源DC3构成紧急停车电磁阀备用线圈VC2是否断路及第二开关模块K2的开关是否失效的的报警回路;所述第一开关模块K1的控制端、第二开关模块K2的控制端及第三开关模块K3的控制端相互并接后与柴油机主控模块的输岀相连接;所述第一开关管100为N型MOS管,或所述第一开关管100为NPN型三极管;所述第二开关管200为N型MOS管,或所述第二开关管200为NPN型三极管;所述第三开关管300为N型MOS管,或所述第三开关管300为NPN型三极管。
以上所述的紧急停车电磁阀为双线圈紧急停车电磁阀,即紧急停车电磁阀的线圈由主和备用两组线圈组成,两组线圈中其中任一组线圈通电或两组线圈同时通电,紧急停车电磁阀得磁动作关闭其控制的断气或断油的阀门,实现柴油机紧急停车;两组线圈均为失电状态时,紧急停车电磁阀处于失磁状态,紧急停车电磁阀控制的断气或断油的阀门处于开启;紧急停车电磁阀的两组线圈中一组设定为紧急停车电磁阀主线圈VC1,另一组设定为紧急停车电磁阀备用线圈VC2。
以上所述的第一电流型继电器线圈KI11的额定电流设定等于紧急停车电磁阀主线圈VC1的最小维持电流;所述第二电流型继电器线圈KI21的额定电流设定等于紧急停车电磁阀主线圈VC1的最大允许电流。
以上所述的第一电压型继电器双向触点KV12,第二电压型继电器常开触点KV22,以及第三电压型继电器常闭触点KV33允许流过的最大电流均等于或大于停车电源DC1的额定电流。
以上所述的紧急停车电磁阀主线圈VC1的最小维持电流是指:保证紧急停车电磁阀正常工作而流过紧急停车电磁阀主线圈VC1的最小电流。
以上所述的紧急停车电磁阀主线圈VC1的最大允许电流是指:保证紧急停车电磁阀正常工作,且不会烧坏紧急停车电磁阀主线圈VC1的最大工作电流。
以上所述的第一开关管100,第二开关管200,以及第三开关管300为N型MOS管时,N型MOS管的栅极为第一开关管100,第二开关管200,以及第三开关管300的控制端,N型MOS管的漏极为第一开关管100,第二开关管200,以及第三开关管300的高电位端,N型MOS管的源极为第一开关管100,第二开关管200,以及第三开关管300的低电位端;所述的第一开关管100,第二开关管200,以及第三开关管300的为NPN型三极管时,NPN型三极管的基极为第一开关管100,第二开关管200,以及第三开关管300的控制端,NPN型三极管的集电极为第一开关管100,第二开关管200,以及第三开关管300的高电位端,NPN型三极管的发射极为第一开关管100,第二开关管200,以及第三开关管300的低电位端。
以上所述的二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6以及D7均为开关二极管;所述的N型MOS管为N沟道增强型MOS管;所述的NPN型三极管为NPN型开关三极管。
为了实现上述的目的,本发明的另一技术方案为:
一种紧急停车电路的实现方法,包括以下步骤:
一、停车电源DC1与备用电源DC2切换过程
1)当停车电源DC1输岀为正常时,第一电压型继电器线圈KV11得电,第一电压型继电器的触点动作:
⑴第一电压型继电器双向触点KV12的公共端与常开端接通,停车电源DC1向停车回路供电,
⑵第一电压型继电器常闭触点KV13断开,第三故障指示灯MIL3熄灭;
2)当停车电源DC1失效时,第一电压型继电器线圈KV11失电,第一电压型继电器的触点恢复为静态:
⑴第一电压型继电器双向触点KV12的公共端与常闭端接通,切换到备用电源DC2向停车回路供电,
⑵第一电压型继电器常闭触点KV13接通,第三故障指示灯MIL3点亮,提示用户停车电源DC1失效;
3)当在备用电源DC2向停车回路供电期间,待停车电源DC1输岀恢复为正常时,第一电压型继电器线圈KV11得电,第一电压型继电器的触点动作:
⑴第一电压型继电器双向触点KV12的公共端与常开端接通,恢复停车电源DC1向停车回路供电,
⑵第一电压型继电器常闭触点KV13断开,点亮的第三故障指示灯MIL3熄灭;
二、控制停车回路的过程
1)认定第三开关模块K3为完好,第二开关模块K2和第一开关模块K1好坏设为未知:
当柴油机主控模块向第一开关模块K1,第二开关模块K2,以及第三开关模块K3发岀紧急停车控制信号期间,即紧急停车期间,第三开关模块K3的开关接通,第一开关模块K1的开关和第二开关模块K2的开关是否接通为未知,
当柴油机主控模块未向第一开关模块K1,第二开关模块K2,以及第三开关模块K3发岀紧急停车控制信号期间,即非紧急停车期间,第三开关模块K3的开关断开,第一开关模块K1的开关和第二开关模块K2的开关是否断开为未知;
2)当紧急停车电路处于非紧急停车期间:
⑴第一开关管100导通饱和,待第一开关模块K1的开关接通,第四电压型继电器线圈KV41通电,第四电压型继电器常开触点KV43接通,第五电压型继电器线圈KV51通电:
①第五电压型继电器常开触点KV52接通,对第三电压型继电器产生控制信号,若第三电压型继电器处于通电自锁,则第三电压型继电器保持通电自锁,否则,触发第三电压型继电器通电并自锁,
②第五电压型继电器常开触点KV53接通,点亮第五故障指示灯MIL5,提示用户第一开关模块K1的开关失效短路,
⑵无论第四电压型继电器常闭触点KV42接通与否,即无论第一开关模块K1的开关接通与否,第四故障指示灯MIL4均为熄灭,
⑶若第二开关模块K2的开关处于断开和紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于非断路时,则第六故障指示灯MIL6熄灭,否则,第六故障指示灯MIL6点亮,提示用户第二开关模块K2的开关失效短路或/和紧急停车电磁阀备用线圈VC2断路,
⑷若第二电压型继电器常开触点KV23接通,第一故障指示灯MIL1点亮,提示用户第二开关模块K2的开关失效短路,否则,第一故障指示灯MIL1熄灭;
3)当紧急停车电路处于紧急停车期间:
⑴第一开关管100截止,无论第一开关模块K1的开关接通与否,第五电压型继电器线圈KV51均不通电,第五电压型继电器的触点处于静态:不对第三电压型继电器产生控制信号,并控制第五故障指示灯MIL5为熄灭,
⑵若第一开关模块K1的开关处于断开,第四电压型继电器常闭触点KV42接通,点亮第四故障指示灯MIL4,提示用户第一开关模块K1的开关失效开路,否则,第四故障指示灯MIL4为熄灭,
⑶若第二开关模块K2的开关处于断开和紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于非断路时,则第六故障指示灯MIL6熄灭,提示用户第二开关模块K2的开关失效开路,否则,第六故障指示灯MIL6点亮,
⑷若第一电流型继电器检测识别到通过紧急停车主回路的电流大于等于紧急停车电磁阀主线圈VC1最小维持电流时,第一电流型继电器常闭触点KI12断开,第一电流型继电器常闭触点KI13断开:
①第一电流型继电器常闭触点KI12断开,紧急停车备用回路处于待用期间,
②第一电流型继电器常闭触点KI13断开,第一故障指示灯MIL1熄灭,
⑸待第一电流型继电器检测识别到通过紧急停车主回路的电流小于紧急停车电磁阀主线圈(VC1)最小维持电流时,第一电流型继电器常闭触点KI12接通,第一电流型继电器常闭触点KI13接通:
①第一电流型继电器常闭触点KI12接通,启用紧急停车备用回路进行控制紧急停车,
②第一电流型继电器常闭触点KI13接通,第一故障指示灯MIL1点亮,提示用户紧急停车主回路欠流,
⑹当第二开关模块K2的开关处于接通和紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于非断路状态:
①在紧急停车备用回路处于待用期间,即第一电流型继电器常闭触点KI12处于断开,经电阻R3、二极管D4及第二开关模块K2的开关构成的支路对紧急停车电磁阀备用线圈VC2预通电,预通电电流设定在紧急停车电磁阀备用线圈VC2的最小维持电流的五分之三至三分之一之间,
②待启用紧急停车备用回路进行控制紧急停车,即待第一电流型继电器常闭触点KI12接通时,第二电压型继电器线圈KV21通电,第二电压型继电器常开触点KV22接通,对电阻R3、二极管D4及第二开关模块K2的开关构成的支路短接,紧急停车电磁阀备用线圈VC2并通过接通的第二电压型继电器常开触点KV22快速进入正常通流得磁,使紧急停车电磁阀快速动作将控制的阀门关闭,进行紧急停车;
4)待第二电流型继电器检测识别到通过紧急停车主回路的电流大于紧急停车电磁阀主线圈VC1最大允许电流时,第二电流型继电器的触点进入动态,即第二电流型继电器常开触点KI22接通,对第三电压型继电器产生控制信号,若第三电压型继电器处于通电自锁,则第三电压型继电器保持通电自锁,否则,触发第三电压型继电器通电并自锁;
5)当第三电压型继电器处于通电,即第三电压型继电器的触点处于动态:
⑴第三电压型继电器常闭触点KV33断开,对紧急停车主回路进行物理切断保护,
⑵第三电压型继电器常开触点KV34接通,点亮第二故障指示灯MIL2,提示用户紧急停车主回路过流或/和第一开关模块的开关失效短路;
6)当第三电压型继电器通电自锁后,待撤去停车电源DC1和备用电源DC2,第三电压型继电器的触点由动态恢复为静态。
以上所述的紧急停车电磁阀备用线圈VC2的最小维持电流是指:保证紧急停车电磁阀正常工作而流过紧急停车电磁阀备用线圈VC2的最小电流。
以上所述的紧急停车主回路中因串有第三电压型继电器常闭触点KV33用于:若紧急停车主回路过流,以及非紧急停车期间若第一开关模块的开关失效短路,对紧急停车主回路进行物理切断保护,即控制第三电压型继电器常闭触点KV33断开,对紧急停车主回路进行保护。所以在紧急停车期间和非紧急停车期间,紧急停车主回路一旦已被物理切断保护,则紧急停车主回路的电流为零,即第一电流型继电器常闭触点KI12接通,第一电流型继电器常闭触点KI13接通。
以上所述第六故障指示灯MIL6:当在非紧急停车期间:若第六故障指示灯MIL6熄灭,则第一故障指示灯MIL1也为熄灭;若第六故障指示灯MIL6点亮,提示用户紧急停车电磁阀备用线圈VC2断路或/和第二开关模块K2的开关失效短路:⑴若第一故障指示灯MIL1处于熄灭,说明紧急停车电磁阀备用线圈VC2断路;⑵若第一故障指示灯MIL1处于点亮,说明第二开关模块K2的开关失效短路,还可能存在紧急停车电磁阀备用线圈VC2断路。当在非紧急停车期间,第六故障指示灯MIL6熄灭,而在紧急停车期间,第六故障指示灯MIL6点亮,说明第二开关模块K2的开关完好,紧急停车电磁阀备用线圈VC2基本完好。当在紧急停车期间,第六故障指示灯MIL6熄灭,说明第二开关模块K2的开关失效开路,且紧急停车电磁阀备用线圈VC2非断路。
有益效果:
本发明的一种紧急停车电路及其实现方法,主要特点:
⑴在柴油机紧急停车期间和非紧急停车期间的整个过程中,一旦停车电源失效,切换到备用电源工作,并点亮第三故障指示灯MIL3,提示用户停车电源失效;待停车电源恢复正常,自动返回到停车电源供电。
⑵在非紧急停车期间,发现第五故障指示灯MIL5点亮,说明第一开关模块K1的开关失效短路;在紧急停车期间,发现第四故障指示灯MIL4点亮,说明第一开关模块K1的开关失效开路。
⑶第二故障指示灯MIL2点亮,说明紧急停车主回路存在过流或/和第一开关模块的开关失效短路,并对紧急停车主回路进行了物理切断保护;在非紧急停车期间,因第一开关模块的开关失效短路对紧急停车主回路进行物理切断保护,防止了误停车。
⑷在柴油机紧急停车期间:若第一故障指示灯MIL1点亮,提示用户紧急停车主回路欠流,并启用紧急停车备用回路进行控制紧急停车;若第一故障指示灯MIL1点亮,且第二故障指示灯MIL2点亮,说明因紧急停车主回路过流或/和第一开关模块的开关失效短路原因,对紧急停车主回路进行物理切断保护后而紧急停车主回路欠流,启用的紧急停车备用回路进行控制的紧急停车;若第一故障指示灯MIL1点亮,而第二故障指示灯MIL2熄灭,说明未对紧急停车主回路进行物理切断保护的紧急停车主回路欠流,启用的紧急停车备用回路进行控制的紧急停车,如紧急停车电磁阀主线圈VC1断路。
⑸在柴油机非紧急停车期间,若第一故障指示灯MIL1点亮,说明第二开关模块K2的开关失效短路。
⑹在柴油机非紧急停车期间:第六故障指示灯MIL6熄灭,说明第二开关模块K2的开关断开和紧急停车电磁阀备用线圈VC2非断路;当第六故障指示灯MIL6点亮,说明第二开关模块K2的开关失效短路或/和紧急停车电磁阀备用线圈VC2断路;当第六故障指示灯MIL6点亮,且第一故障指示灯MIL1点亮,说明第二开关模块K2的开关失效短路,紧急停车电磁阀备用线圈VC2有可能未断路;当第六故障指示灯MIL6点亮,而第一故障指示灯MIL1熄灭,说明紧急停车电磁阀备用线圈VC2断路;
⑺在柴油机紧急停车期间:第六故障指示灯MIL6熄灭,说明第二开关模块K2的开关失效开路,且紧急停车电磁阀备用线圈VC2非断路。
⑻在非紧急停车期间,第六故障指示灯MIL6熄灭,而在紧急停车期间,第六故障指示灯MIL6点亮,可以认为第二开关模块K2的开关和紧急停车电磁阀备用线圈VC2基本完好。
⑼在柴油机紧急停车期间,在紧急停车备用回路启用前对其回路中紧急停车电磁阀备用线圈VC2进行预通电,待紧急停车主回路发生故障切换到紧急停车备用回路工作时,以便紧急停车电磁阀备用线圈VC2快速进入正常通流得磁,使紧急停车电磁阀快速动作将控制的阀门关闭,进行紧急停车。
⑽通过各种故障灯的提示,有利于用户早发现易损部件损坏,及时进行维修,提高紧急停车的可靠性。
⑾急停车电磁阀备用线圈VC2一端串接第二电压型继电器常开触点KV22后直接与停车电源DC1的负极相连接,减少了第二开关模块K2的开关损坏率。
⑿紧急停车电磁阀采用双线圈紧急停车电磁阀,比采用两独立的电磁阀,更有利于安装。
附图说明
图1为本发明的一种紧急停车电路原理框图;
图中:KV11.第一电压型继电器线圈,KV12.第一电压型继电器双向触点,KV13.第一电压型继电器常闭触点,KV21.第二电压型继电器线圈,KV22、KV23.第二电压型继电器常开触点,KV31.第三电压型继电器线圈,KV32、KV34.第三电压型继电器常开触点,KV33.第三电压型继电器常闭触点,KV41.第四电压型继电器线圈,KV42.第四电压型继电器常闭触点,KV43.第四电压型继电器常开触点,KV51.第五电压型继电器线圈,KV52、KV53.第五电压型继电器常开触点,KI11.第一电流型继电器线圈,KI12、KI13.第一电流型继电器常闭触点,KI21.第二电流型继电器线圈,KI22.第二电流型继电器常开触点,100.第一开关管,200.第二开关管,300.第三开关管,D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7.二极管,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8.电阻,U.光电耦合器,DC1.停车电源,DC2.备用电源,DC3.报警电源,VC1.紧急停车电磁阀主线圈,VC2.紧急停车电磁阀备用线圈,MIL1.第一故障指示灯,MIL2.第二故障指示灯,MIL3.第三故障指示灯,MIL4.第四故障指示灯,MIL5.第五故障指示灯,MIL6.第六故障指示灯,K1.第一开关模块,K2.第二开关模块,K3.第三开关模块。
具体实施方式
如图1所示,一种紧急停车电路,包括停车电源DC1、备用电源DC2、报警电源DC3、第一电压型继电器、第二电压型继电器、第三电压型继电器、第四电压型继电器、第五电压型继电器、第一电流型继电器、第二电流型继电器、紧急停车电磁阀、第一故障指示灯MIL1、第二故障指示灯MIL2、第三故障指示灯MIL3、第四故障指示灯MIL4、第五故障指示灯MIL5、第六故障指示灯MIL6、第一开关模块K1、第二开关模块K2、第三开关模块K3、第一开关管100、第二开关管200、第三开关管300、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、光电耦合器U;所述紧急停车电磁阀为双线圈紧急停车电磁阀,即紧急停车电磁阀的线圈由紧急停车电磁阀主线圈VC1和紧急停车电磁阀备用线圈VC2组成;所述第一电压型继电器线圈KV11直接与停车电源DC1并接,停车电源DC1的正极与第一电压型继电器双向触点KV12的常开端相连接,备用电源DC2的正极与第一电压型继电器双向触点KV12的常闭端相连接,备用电源DC2的负极与停车电源DC1的负极相连接;所述的紧急停车电磁阀主线圈VC1的正极串接第三电压型继电器常闭触点KV33、第二电流型继电器线圈KI21、第一电流型继电器线圈KI11后与第一电压型继电器双向触点KV12的公共端相连接,紧急停车电磁阀主线圈VC1的负极串接第一开关模块K1的开关后与停车电源DC1的负极相连接,与停车电源DC1或备用电源DC2构成第一条停车回路,所述第一条停车回路为紧急停车主回路,即紧急停车电磁阀主线圈回路;所述的紧急停车电磁阀备用线圈VC2的正极与第一电压型继电器双向触点KV12的公共端相连接,紧急停车电磁阀备用线圈VC2的负极串接第二电压型继电器常开触点KV22后与停车电源DC1的负极相连接,与停车电源DC1或备用电源DC2构成第二条停车回路,所述第二条停车回路为紧急停车备用回路,即紧急停车电磁阀备用线圈回路;第二电流型继电器常开触点KI22与第三电压型继电器常开触点KV32及第五电压型继电器常开触点KV52相互并接后,一端串接第三电压型继电器线圈KV31后接入第一电压型继电器双向触点KV12的公共端,另一端接入停车电源DC1的负极,与停车电源DC1或备用电源DC2构成第三条停车回路,所述第三条停车回路为紧急停车主回路过流及第一开关模块的开关失效短路控制回路;第一电流型继电器常闭触点KI12的一端与第一电压型继电器双向触点KV12的公共端相连接,另一端依次串接第二电压型继电器线圈KV21、第二开关模块K2的开关后接入停车电源DC1的负极,与停车电源DC1或备用电源DC2构成第四条停车回路,所述第四条停车回路为紧急停车主回路的欠流切换控制回路;第四电压型继电器线圈KV41的一端与第一电压型继电器双向触点KV12的公共端相连接,另一端接入紧急停车电磁阀主线圈VC1的负极与第一开关模块K1开关的连接线上,与停车电源DC1或备用电源DC2构成第五条停车回路,所述第五条停车回路为紧急停车主回路中第一开关模块的开关通/断检测回路;所述电阻R3的一端接入紧急停车电磁阀备用线圈VC2的负极与第二电压型继电器常开触点KV22的连接线上,另一端与二极管D4的阳极及二极管D5的阳极相互并接,二极管D4的阴极接入第二电压型继电器线圈KV21与第二开关模块K2开关的连接线上,二极管D5的阴极与二极管D6的阳极相连接,二极管D6的阴极与电阻R4的一端相连接,电阻R4的另一端与第二开关管200的控制端及电阻R5的一端相互并接,电阻R5的另一端及第二开关管200的低电位端与停车电源DC1的负极相连接,第二开关管200的高电位端与电阻R6的一端及电阻R7的一端相互并接,电阻R6的另一端接入第一电压型继电器双向触点KV12的公共端,电阻R7的另一端与第三开关管300的控制端相连接,第三开关管300的低电位端与停车电源DC1的负极相连接,第三开关管300的高电位端与光电耦合器U中发光二极管的阴极相连接,光电耦合器U中发光二极管的阳极串接电阻R8后与第一电压型继电器双向触点KV12的公共端相连接,与停车电源DC1或备用电源DC2构成第六条停车回路,所述第六条停车回路为紧急停车备用回路失效检测及备用线圈预通电的回路;第一电压型继电器常闭触点KV13串接第三故障指示灯MIL3后与报警电源DC3并接,与报警电源DC3构成停车电源失效报警回路;第三电压型继电器常开触点KV34串接第二故障指示灯MIL2后与报警电源DC3并接,与报警电源DC3构成对紧急停车主回路进行物理切断保护时的报警回路,即紧急停车主回路过流或/和第一开关模块的开关失效短路时的报警回路;第一电流型继电器常闭触点KI13与第一故障指示灯MIL1串接,串接后的一端与报警电源DC3的正极相连接,串接后的另一端与二极管D7的阳极及第二电压型继电器常开触点KV23的一端相互并接,二极管D7的阴极串接第三开关模块K3的开关后与报警电源DC3的负极相连接,第二电压型继电器常开触点KV23的另一端与报警电源DC3的负极相连接,与报警电源DC3构成紧急停车主回路欠流及欠流切换控制回路中第二开关模块K2开关失效短路的报警回路;第四电压型继电器常闭触点KV42串接第四故障指示灯MIL4后,一端与报警电源DC3的正极相连接,另一端接入二极管D7的阴极与第三开关模块K3开关的连接线上,与报警电源DC3构成紧急停车主回路中第一开关模块开关失效开路的报警回路;第五电压型继电器常开触点KV53串接第五故障指示灯MIL5后与报警电源DC3并接,与报警电源DC3构成紧急停车主回路中第一开关模块开关失效短路的报警回路;第一开关管100的低电位端与报警电源DC3的负极相连接,第一开关管100的高电位端串接第五电压型继电器线圈KV51、第四电压型继电器常开触点KV43后接入报警电源DC3的正极,电阻R1的一端与报警电源DC3的正极相连接,电阻R1的另一端与二极管D1的阳极及二极管D2的阳极相互并接,二极管D1的阴极接入二极管D7的阴极与第三开关模块K3开关的连接线上,二极管D2的阴极与二极管D3的阳极相连接,二极管D3的阴极与电阻R2的一端及第一开关管100的控制端相互并接,电阻R2的另一端与报警电源DC3的负极相连接,与报警电源DC3构成紧急停车主回路中第一开关模块的开关失效短路检测控制回路;第六故障指示灯MIL6一端与报警电源DC3的负极相连接,另一端与光电耦合器U中受光三极管的发射极相连接,光电耦合器U中受光三极管的集电极与报警电源DC3的正极相连接,与报警电源DC3构成紧急停车电磁阀备用线圈VC2是否断路及第二开关模块K2的开关是否失效的的报警回路;所述第一开关模块K1的控制端、第二开关模块K2的控制端及第三开关模块K3的控制端相互并接后与柴油机主控模块的输岀相连接。
以上所述的紧急停车电磁阀为双线圈紧急停车电磁阀,即紧急停车电磁阀的线圈由主和备用两组线圈组成,两组线圈中只要任一组线圈通电或两组线圈同时通电,紧急停车电磁阀得磁动作关闭其控制的断气或断油的阀门,实现柴油机紧急停车;两组线圈均为失电状态时,紧急停车电磁阀处于失磁状态,紧急停车电磁阀控制的断气或断油的阀门处于开启。本发明设定紧急停车电磁阀的两组线圈中一组为紧急停车电磁阀主线圈VC1,另一组则为紧急停车电磁阀备用线圈VC2。本发明中以下针对紧急停车电磁阀的线圈流过电流大小的讨论为:一组线圈通电,另一组线圈不通电情况下进行的。
以上所述的第一开关模块K1、第二开关模块K2及第三开关模块K3当为完好状态时:在接收到柴油机主控模块发岀的紧急停车(机)控制信号,相应控制的开关接通,即第一开关模块K1的开关接通,第二开关模块K2的开关接通,第三开关模块K3的开关接通;在未接收到柴油机主控模块发岀的紧急停车(机)控制信号,相应控制的开关处于断开状态,即第一开关模块K1的开关处于断开状态、第二开关模块K2的开关处于断开状态、第三开关模块K3的开关处于断开状态。
以上所述在接收到柴油机主控模块发岀的紧急停车(机)控制信号,也就是说本发明的紧急停车电路在接收到柴油机主控模块发岀的紧急停车(机)控制信号,此时紧急停车电路工作在控制柴油机紧急停车。
以上所述在未接收到柴油机主控模块发岀的紧急停车(机)控制信号,也就是说本发明的紧急停车电路在未接收到柴油机主控模块发岀的紧急停车(机)控制信号,此时紧急停车电路工作在非控制柴油机紧急停车。
但在实际工作中:因待紧急停车主回路岀现故障才通过紧急停车主回路的欠流切换控制回路通电切换到紧急停车备用回路工作,所以第二开关模块K2的开关相对第一开关模块K1的开关来说:不容易损坏。而紧急停车主回路是本发明的主要控制停车的回路,故本发明中第一开关模块K1开关相对第二开关模块K2的开关来说:最容易损坏,如当紧急停车电磁阀主线圈VC1多次使用后导致其线圈短路就很容易将第一开关模块K1开关烧短路或开路;若非紧急停车期间,当第一开关模块K1开关失效短路,而急停车电磁阀主线圈VC1处于完好,会引起误紧急停车;若紧急停车期间,第一开关模块K1开关失效开路,直接造成紧急停车主回路欠流。对于第三开关模块K3的开关来说,由于不通电感负载,且工作时由于通过的电流不会很大,故相对第一开关模块K1的开关和第二开关模块K2的开关来说:第三开关模块K3的开关最不容易损坏。故本发明中认定所述的第三开关模块K3开关为完好状态,第一开关模块K1开关和第二开关模块K2开关为未知状态。
在柴油机工作过程中,由于只要紧急停车主回路正常,紧急停车备用回路就一直处于闲置状态,即紧急停车电磁阀备用线圈VC2就一直处于闲置状态,而在这闲置状态中紧急停车电磁阀备用线圈VC2是否断路用户无法知晓。当紧急停车期间,检测识别到紧急停车主回路过流或欠流,切换到紧急停车备用回路进行紧急停车,若此时紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于断路,则柴油机紧急停车电路将无法通过紧急停车备用回路使紧急停车电磁阀备用线圈VC2通电得磁进行紧急停车。
以上所述的第一电流型继电器线圈KI11:当流过的电流大于等于其额定电流时第一电流型继电器的触点动作,即常开触点接通,常闭触点断开;当流过的电流小于其额定电流时第一电流型继电器的触点处于静态,即常开触点断开,常闭触点接通。
以上所述的第二电流型继电器线圈KI21:当流过的电流大于其额定电流时第二电流型继电器的触点动作,即常开触点接通,常闭触点断开;当流过的电流小于等于其额定电流时第二电流型继电器的触点处于静态,即常开触点断开,常闭触点接通。
以上所述第一电流型继电器线圈KI11的额定电流设定等于急停车电磁阀主线圈VC1的最小维持电流;所述第二电流型继电器线圈KI21的额定电流设定等于急停车电磁阀主线圈VC1的最大允许电流。
以上所述的紧急停车电磁阀主线圈VC1的最小维持电流是指能够保证紧急停车电磁阀正常工作时流过紧急停车电磁阀主线圈VC1的最小电流。
以上所述的紧急停车电磁阀主线圈VC1的最大允许电流是指能够保证紧急停车电磁阀正常工作时,流过不会烧坏紧急停车电磁阀主线圈VC1的最大工作电流。
紧急停车期间当紧急停车电磁阀主线圈VC1流过的电流在其最小维持电流至最大允许电流之间时,本发明认定紧急停车电磁阀主线圈VC1处于正常工作状态,否则,认定紧急停车主回路岀现故障。
当运用紧急停车备用回路进行紧急停车时,若紧急停车电磁阀备用线圈VC2流过的电流在其最小维持电流至最大允许电流之间,认定紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于正常工作状态,否则,认定紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于非正常工作状态。
以上所述的紧急停车电磁阀备用线圈VC2的最小维持电流是指能够保证紧急停车电磁阀正常工作时流过紧急停车电磁阀备用线圈VC2的最小电流。
以上所述的紧急停车电磁阀备用线圈VC2的最大允许电流是指能够保证紧急停车电磁阀正常工作时,流过不会烧坏紧急停车电磁阀备用线圈VC2的最大工作电流。
以上所述的紧急停车电磁阀备用线圈VC2的最小维持电流是指能够保证紧急停车电磁阀正常工作流过紧急停车电磁阀备用线圈VC2的最小电流。
以上所述的二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6以及D7均为开关二极管,且二极管D2、D3、D5和D6选用硅开关二极管,二极管D1、D4和D7选用硅开关二极管或锗开关二极管。
以上所述的第一开关管100为N型MOS管或NPN型三极管,且N型MOS管为N沟道增强型MOS管,NPN型三极管为NPN型开关三极管。当第一开关管100为N型MOS管时,N型MOS管的栅极(G)为第一开关管100的控制端,N型MOS管的漏极(D)为第一开关管100的高电位端,N型MOS管的源极(S)为第一开关管100的低电位端;当第一开关管100为NPN型三极管时,NPN型三极管的基极为第一开关管100的控制端,NPN型三极管的集电极为第一开关管100的高电位端,NPN型三极管的发射极为第一开关管100的低电位端。
以上所述的第二开关管200为N型MOS管或NPN型三极管,且N型MOS管为N沟道增强型MOS管,NPN型三极管为NPN型开关三极管;当第二开关管200为N型MOS管时,N型MOS管的栅极(G)为第二开关管200的控制端,N型MOS管的漏极(D)为第二开关管200的高电位端,N型MOS管的源极(S)为第二开关管200的低电位端;当第二开关管200为NPN型三极管时,NPN型三极管的基极为第二开关管200的控制端,NPN型三极管的集电极为第二开关管200的高电位端,NPN型三极管的发射极为第二开关管200的低电位端。本发明优选第二开关管200为N型MOS管。
以上所述的第三开关管300为N型MOS管或NPN型三极管,且N型MOS管为N沟道增强型MOS管,NPN型三极管为NPN型开关三极管。当第三开关管300为N型MOS管时,N型MOS管的栅极(G)为第三开关管300的控制端,N型MOS管的漏极(D)为第三开关管300的高电位端,N型MOS管的源极(S)为第三开关管300的低电位端;当第三开关管300为NPN型三极管时,NPN型三极管的基极为第三开关管300的控制端,NPN型三极管的集电极为第三开关管300的高电位端,NPN型三极管的发射极为第三开关管300的低电位端。
当第一开关管100为N型MOS管时,在第三开关模块K3的开关处于断开期间,用短接线将第四电压型继电器常开触点KV43短接,通过电阻R1和电阻R2调节栅源间电压,使第一开关管100导通饱和,调好后固定电阻R1和电阻R2的阻值,并去掉第四电压型继电器常开触点KV43短接线;当第一开关管100为NPN型三极管时,在第三开关模块K3的开关处于断开期间,用短接线将第四电压型继电器常开触点KV43短接,通过电阻R1和电阻R2调节基极电流,使开关管100导通饱和,调好后固定电阻R1和电阻R2的阻值,并去掉第四电压型继电器常开触点KV43短接线。
当第三开关模块K3的开关处于接通,即紧急停车期间:二极管D1阳极到报警电源DC3的负极电位被钳位在0.7V左右以下,从而阳极与二极管D1阳极相接的二极管D2,其阳极到报警电源DC3负极的电位等于二极管D1阳极到报警电源DC3负极被钳位的电位,即二极管D2阳极到报警电源DC3负极的电位被钳位在0.7V左右以下,故正向顺串的二极管D2和二极管D3截止,无导通控制信号送至第一开关管100的控制端,第一开关管100截止,此时无论第四电压型继电器常开触点KV43接通与否,第五电压型继电器线圈KV51均不通电,第五电压型继电器的触点处于静态。
当第三开关模块K3的开关处于接通,即在紧急停车期间,无论第四电压型继电器常开触点KV43接通与否,第五电压型继电器线圈KV51均不通电,第五电压型继电器的触点处于静态。
当第三开关模块K3的开关处于断开,即在非紧急停车期间,若第四电压型继电器常开触点KV43处于接通,则第五电压型继电器线圈KV51通电,第五电压型继电器的触点处于动态。
当第三开关模块K3的开关处于断开,即在非紧急停车期间,若第四电压型继电器常开触点KV43处于断开,则第五电压型继电器线圈KV51不通电,第五电压型继电器的触点处于静态。
当第一开关模块K1的开关处于断开,则第四电压型继电器线圈KV41无电流通过,第四电压型继电器不工作,第四电压型继电器的触点处于静态。
当第一开关模块K1的开关处于接通,则第四电压型继电器线圈KV41有电流通过,第四电压型继电器工作,第四电压型继电器的触点处于动态。
当第三电压型继电器线圈KV31处于通电期间,即第三电压型继电器的触点处于动态:第三电压型继电器常闭触点KV33断开,物理切断紧急停车主回路,使紧急停车主回路电流为零,对紧急停车主回路进行保护;第三电压型继电器常开触点KV32接通,实现对第三电压型继电器通电自锁;第三电压型继电器常开触点KV34接通,点亮第二故障指示灯MIL2,提示用户紧急停车主回路被物理切断保护,说明紧急停车主回路过流或/和第一开关模块的开关失效短路。
当第三电压型继电器线圈KV31处于非通电状态,即第三电压型继电器的触点处于静态:第三电压型继电器常闭触点KV33接通,连通紧急停车主回路;第三电压型继电器常开触点KV32断开,待外部对第三电压型继电器触发通电后实现自锁;第三电压型继电器常开触点KV34断开,第二故障指示灯MIL2熄灭。
当第三开关模块K3的开关断开期间,即非紧急停车期间:第四电压型继电器工作,第四电压型继电器常开触点KV43接通,则第五电压型继电器线圈KV51通电,第五电压型继电器的触点处于动态,认定第一开关模块K1的开关失效短路,此时:第五电压型继电器常开触点KV53接通,点亮第五故障指示灯MIL5,提示用户第一开关模块K1的开关失效短路;第五电压型继电器常开触点KV52接通,若第三电压型继电器处于通电自锁,则保持第三电压型继电器处于通电自锁,否则,触发第三电压型继电器通电并自锁。
当第三开关模块K3的开关断开期间,即非紧急停车期间:无论第四电压型继电器工作与否,即无论第四电压型继电器常闭触点KV42断开与否,第四故障指示灯MIL4均为熄灭。
当第三开关模块K3的开关接通期间,即紧急停车期间:若第四电压型继电器不工作,即第四电压型继电器常闭触点KV42接通,点亮第四故障指示灯MIL4,提示用户第一开关模块K1的开关失效开路。
当第三开关模块K3的开关接通期间,即紧急停车期间:若第四电压型继电器工作,即第四电压型继电器常闭触点KV42断开,第四故障指示灯MIL4熄灭。
当第二电流型继电器线圈KI21检测到流过的电流大于其额定电流时,第二电流型继电器常开触点KI22接通,若第三电压型继电器处于通电自锁,则保持第三电压型继电器处于通电自锁,否则,触发第三电压型继电器通电并自锁。
对于第二开关管200,当第二开关模块K2的开关处于接通时,无论第二电压型继电器常开触点KV22断开与否,以及无论紧急停车电磁阀备用线圈VC2是否断路与否,均无导通控制信号送至第二开关管200的控制端,第二开关管200截止。
对于第二开关管200,当第二开关模块K2的开关处于断开,即二极管D4支路不通:⑴若第二电压型继电器常开触点KV22处于断开,紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于非断路状态时,第二开关管200的控制端从停车电源DC1或备用电源DC2经紧急停车电磁阀备用线圈VC2、电阻R3、二极管D5、二极管D6及电阻R4的通路获得其导通控制信号,第二开关管200导通饱和;⑵若第二电压型继电器常开触点KV22处于断开,紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于断路状态时,停车电源DC1和备用电源DC2无法经紧急停车电磁阀备用线圈VC2、电阻R3、二极管D5、二极管D6及电阻R4的构成通路,第二开关管200的控制端获取不了其导通控制信号,第二开关管200截止;⑶若第二电压型继电器常开触点KV22处于接通时,无论紧急停车电磁阀备用线圈VC2是否处于断路,第二开关管200的控制端均获取不了其导通控制信号,第二开关管200截止。其实在本发明中,当第二开关模块K2的开关处于断开时,第二电压型继电器常开触点KV22处于接通的情况不存在,因为第二电压型继电器是否通电受第二开关模块K2的开关通断控制,若第二开关模块K2的开关处于断开,第二电压型继电器肯定不会通电,即第二电压型继电器线圈KV21肯定不会通电,则第二电压型继电器的触点处于静态,第二电压型继电器常开触点KV22处于断开,第二电压型继电器常开触点KV23处于断开。
对于第三开关管300:当第二开关管200处于截止时,第三开关管300导通饱和;当第二开关管200处于导通饱和时,第三开关管300截止。
对于光电耦合器U:当第三开关管300截止,则光电耦合器U中发光二极管不发光,光电耦合器U中受光的光敏三极管截止;当第三开关管300导通饱和,则光电耦合器U中发光二极管发光,光电耦合器U中受光的光敏三极管导通饱和。
当光电耦合器U中受光的光敏三极管导通饱和,则第六故障指示灯MIL6点亮。
当光电耦合器U中受光的光敏三极管截止,则第六故障指示灯MIL6熄灭。
第六故障指示灯MIL6用于紧急停车电磁阀备用线圈VC2是否断路及第二开关模块K2的开关是否失效的的报警提示,在非紧急停车期间:若第六故障指示灯MIL6熄灭,提示用户紧急停车电磁阀备用线圈VC2非断路,且第二开关模块K2的开关断开,此时第一故障指示灯MIL1处于熄灭;若第六故障指示灯MIL6点亮,提示用户紧急停车电磁阀备用线圈VC2断路或/和第二开关模块K2的开关失效短路:⑴若第一故障指示灯MIL1处于熄灭,说明紧急停车电磁阀备用线圈VC2断路;⑵若第一故障指示灯MIL1处于点亮,说明第二开关模块K2的开关失效短路,还可能存在紧急停车电磁阀备用线圈VC2断路。在非紧急停车期间,第六故障指示灯MIL6熄灭,而在紧急停车期间,第六故障指示灯MIL6点亮,说明第二开关模块K2的开关完好,紧急停车电磁阀备用线圈VC2基本完好。在紧急停车期间,第六故障指示灯MIL6熄灭,说明第二开关模块K2的开关失效开路,且紧急停车电磁阀备用线圈VC2非断路。
当第一电流型继电器常闭触点KI12处于断开,无论第二开关模块K2的开关断开与否,第二电压型继电器线圈KV21均不通电,第二电压型继电器的触点处于静态,即第二电压型继电器常开触点KV22断开,第二电压型继电器常开触点KV23断开。
当第一电流型继电器常闭触点KI12接通和第二开关模块K2的开关接通时,第二电压型继电器线圈KV21通电,第二电压型继电器的触点处于动态,即第二电压型继电器常开触点KV22接通,第二电压型继电器常开触点KV23接通。
在紧急停车期间的紧急停车备用回路待用期,即在紧急停车期间第一电流型继电器常闭触点KI12处于断开,若第二开关模块K2的开关处于接通和紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于非断路状态(认定为完好)时:二极管D4导通,第二开关管200截止,停车电源DC1或备用电源DC2通过紧急停车电磁阀备用线圈VC2经电阻R3、二极管D4及第二开关模块K2的开关形成通电回路,本发明此时对电阻R3的阻值选择满足以下要求:流经电阻R3的电流在紧急停车电磁阀要求的紧急停车电磁阀备用线圈VC2的最小维持电流的五分之三至三分之一之间,且包括五分之三和三分之一,从而实现:在紧急停车期间紧急停车备用回路处于待用时,对紧急停车备用回路中紧急停车电磁阀备用线圈VC2预通电;待切换到紧急停车备用回路进行紧急停车,即待第一电流型继电器常闭触点KI12接通,第二电压型继电器线圈KV21通电,第二电压型继电器常开触点KV22接通,使紧急停车电磁阀备用线圈VC2快速进入正常通流得磁,紧急停车电磁阀快速动作将控制的阀门关闭,进行紧急停车。
当第二开关模块K2的开关处于断开,即二极管D4支路不通,且紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于非断路状态(认定为完好)时,通过选择电阻R4和R5的阻值,使停车电源DC1或备用电源DC2通过紧急停车电磁阀备用线圈VC2经电阻R3、二极管D5、二极管D6及电阻R4送至开关管200控制端的导通控制信号满足开关管200导通饱和要求。
以上所述第一故障指示灯MIL1用于紧急停车主回路欠流及欠流切换控制回路中第二开关模块K2开关失效短路时报警提示。当紧急停车期间,即第三开关模块K3开关接通期间:⑴无论第二电压型继电器常开触点KV23接通与否,待第一电流型继电器线圈KI11检测到电流小于急停车电磁阀主线圈VC1的最小维持电流时,第一电流型继电器常闭触点KI13接通,第一故障指示灯MIL1点亮,若此时第二故障指示灯MIL2处于熄灭,点亮第一故障指示灯MIL1说明紧急停车期间紧急停车主回路未进行物理切断保护的情况下的欠流提示,即在第三电压型继电器常闭触点KV33未断开情况下的欠流提示,否则,点亮第一故障指示灯MIL1说明紧急停车期间紧急停车主回路进行物理切断保护的情况下的欠流提示,即在第三电压型继电器常闭触点KV33断开情况下的欠流提示;⑵第一故障指示灯MIL1熄灭,说明紧急停车期间紧急停车主回路的电流大于等于急停车电磁阀主线圈VC1的最小维持电流。当非紧急停车期间,即第三开关模块K3开关断开期间:由于紧急停车期间紧急停车主回路有物理切断保护,无论第一开关模块K1开关断开与否,流过紧急停车主回路的电流均为零,第一电流型继电器常闭触点KI12接通,第一电流型继电器常闭触点KI13接通:⑴当第一电流型继电器常闭触点KI12接通,且第二开关模块K2开关接通,则第二电压型继电器线圈KV21通电,第二电压型继电器的触点进入动态,第二电压型继电器常开触点KV22接通,第二电压型继电器常开触点KV23接通:第二电压型继电器常开触点KV22接通,通过紧急停车备用回路进行误停车;⑵第一电流型继电器常闭触点KI13接通,以及第二电压型继电器常开触点KV23,点亮第一故障指示灯MIL1,提示用户第二开关模块K2开关失效短路。
紧急停车主回路过流及第一开关模块的开关失效短路控制回路接收到过流或第一开关模块的开关失效短路控制信号,第三电压型继电器进入通电自锁/保持通电自锁,第三电压型继电器的触点进入动作状态/保持动作状态。
以上所述的第二故障指示灯MIL2用于对紧急停车主回路进行物理切断保护时的报警提示,即第三电压型继电器的触点处于动作状态时的报警提示,点亮的第二故障指示灯MIL2,说明紧急停车主回路过流或/和第一开关模块的开关失效短路:
①当第二故障指示灯MIL2在柴油机紧急停车期间由熄灭被点亮,说明紧急停车主回路过流;
②当第二故障指示灯MIL2在柴油机非紧急停车期间由熄灭被点亮,说明第一开关模块的开关失效短路,而紧急停车主回路有可能还过流;
③当在柴油机紧急停车和非紧急停车期间,第五故障指示灯MIL5一直保持熄灭状态,则,点亮的第二故障指示灯MIL2,说明紧急停车主回路过流;
④当第二故障指示灯MIL2在柴油机紧急停车期间由熄灭点亮后,第五故障指示灯MIL5会在非紧急停车期间被点亮,则后续处于点亮的第二故障指示灯MIL2,说明紧急停车主回路过流和第一开关模块的开关失效短路;
⑤当第二故障指示灯MIL2在柴油机非紧急停车期间由熄灭点亮后,则后续处于点亮的第二故障指示灯MIL2,说明第一开关模块的开关失效短路。
以上所述的第五故障指示灯MIL5,用于紧急停车主回路中第一开关模块开关失效短路的报警提示,即第一开关模块K1的开关在柴油机非紧急停车期间失效短路提示,若柴油机在非紧急停车期间,第一开关模块K1的开关失效短路,则点亮第五故障指示灯MIL5,否则保持熄灭。本发明由于认定第三开关模块K3为完好状态,故在柴油机紧急停车期间,第五故障指示灯MIL5处于熄灭状态。
以上所述的第三故障指示灯MIL3用于停车电源DC1失效时提示,当停车电源第三故障指示灯MIL3点亮时,说明停车电源DC1输岀电压低于第一电压型继电器线圈KV11维持电压或等于零,这里当停车电源DC1输岀电压低于第一电压型继电器线圈KV11维持电压或等于零时认定为停车电源DC1失效(或叫停车电源DC1失电或失压)。
以上所述的第四故障指示灯MIL4用于紧急停车主回路中第一开关模块开关失效开路的报警提示,若柴油机在紧急停车期间,即第三开关模块K3的开关处于接通期间,若点亮第四故障指示灯MIL4,提示用户第一开关模块开关失效开路,否则,第一开关模块开关处于接通状态。本发明由于认定第三开关模块K3为完好状态,故在柴油机非紧急停车期间,第四故障指示灯MIL4处于熄灭状态。
以上所述第一电压型继电器线圈KV11的额定电压大于停车电源DC1的额定电压,有利于使第一电压型继电器线圈KV11维持电压接近停车电源DC1的额定电压,但又要确保第一电压型继电器的触点从静态正常变成动态,本发明选用第一电压型继电器线圈KV11的额定电压等于停车电源DC1的额定电压的106%。
以上所述的第一电压型继电器双向触点KV12,第二电压型继电器常开触点KV22,以及第三电压型继电器常闭触点KV33允许流过的最大电流均大于或等于停止电源DC1的额定电流。
本发明认定能保证第一电压型继电器的触点吸合(动作)时停车电源DC1的输岀为正常输岀。
以上所述的紧急停车电路的停车电源DC1与备用电源DC2切换过程如下:
1)当停车电源DC1输岀为正常时,第一电压型继电器线圈KV11得电,第一电压型继电器的触点动作:
⑴第一电压型继电器双向触点KV12的公共端与常开端接通,停车电源DC1向停车回路供电;
⑵第一电压型继电器常闭触点KV13断开,第三故障指示灯MIL3熄灭;
2)当停车电源DC1失效时,第一电压型继电器线圈KV11失电,第一电压型继电器的触点恢复为静态:
⑴第一电压型继电器双向触点KV12的公共端与常闭端接通,切换到备用电源(DC2)向停车回路供电;
⑵第一电压型继电器常闭触点KV13接通,第三故障指示灯MIL3点亮,提示用户停车电源DC1失效;
3)在备用电源DC2向停车回路供电期间,待停车电源DC1输岀恢复为正常时,第一电压型继电器线圈KV11得电,第一电压型继电器的触点动作:
⑴第一电压型继电器双向触点KV12的公共端与常开端接通,恢复停车电源DC1向停车回路供电;
⑵第一电压型继电器常闭触点KV13断开,点亮的第三故障指示灯MIL3熄灭。
Claims (10)
1.一种紧急停车电路,包括停车电源(DC1)、备用电源(DC2)、报警电源(DC3)、第一电压型继电器、第二电压型继电器、第三电压型继电器、第四电压型继电器、第五电压型继电器、第一电流型继电器、第二电流型继电器、紧急停车电磁阀、第一故障指示灯(MIL1)、第二故障指示灯(MIL2)、第三故障指示灯(MIL3)、第四故障指示灯(MIL4)、第五故障指示灯(MIL5)、第六故障指示灯(MIL6)、第一开关模块(K1)、第二开关模块(K2)、第三开关模块(K3)、第一开关管(100)、第二开关管(200)、第三开关管(300)、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、光电耦合器(U);其特征在于,所述紧急停车电磁阀为双线圈紧急停车电磁阀,即紧急停车电磁阀的线圈由紧急停车电磁阀主线圈(VC1)和紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)组成;所述第一电压型继电器线圈(KV11)直接与停车电源(DC1)并接,停车电源(DC1)的正极与第一电压型继电器双向触点(KV12)的常开端相连接,备用电源(DC2)的正极与第一电压型继电器双向触点(KV12)的常闭端相连接,备用电源(DC2)的负极与停车电源(DC1)的负极相连接;所述的紧急停车电磁阀主线圈(VC1)的正极串接第三电压型继电器常闭触点(KV33)、第二电流型继电器线圈(KI21)、第一电流型继电器线圈(KI11)后与第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端相连接,紧急停车电磁阀主线圈(VC1)的负极串接第一开关模块(K1)的开关后与停车电源(DC1)的负极相连接,与停车电源(DC1)或备用电源(DC2)构成第一条停车回路,所述第一条停车回路为紧急停车主回路,即紧急停车电磁阀主线圈回路;所述的紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)的正极与第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端相连接,紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)的负极串接第二电压型继电器常开触点(KV22)后与停车电源(DC1)的负极相连接,与停车电源(DC1)或备用电源(DC2)构成第二条停车回路,所述第二条停车回路为紧急停车备用回路,即紧急停车电磁阀备用线圈回路;第二电流型继电器常开触点(KI22)与第三电压型继电器常开触点(KV32)及第五电压型继电器常开触点(KV52)相互并接后,一端串接第三电压型继电器线圈(KV31)后接入第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端,另一端接入停车电源(DC1)的负极,与停车电源(DC1)或备用电源(DC2)构成第三条停车回路,所述第三条停车回路为紧急停车主回路过流及第一开关模块的开关失效短路控制回路;第一电流型继电器常闭触点(KI12)的一端与第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端相连接,另一端依次串接第二电压型继电器线圈(KV21)、第二开关模块(K2)的开关后接入停车电源(DC1)的负极,与停车电源(DC1)或备用电源(DC2)构成第四条停车回路,所述第四条停车回路为紧急停车主回路的欠流切换控制回路;第四电压型继电器线圈(KV41)的一端与第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端相连接,另一端接入紧急停车电磁阀主线圈(VC1)的负极与第一开关模块(K1)开关的连接线上,与停车电源(DC1)或备用电源(DC2)构成第五条停车回路,所述第五条停车回路为紧急停车主回路中第一开关模块的开关通/断检测回路;所述电阻R3的一端接入紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)的负极与第二电压型继电器常开触点(KV22)的连接线上,另一端与二极管D4的阳极及二极管D5的阳极相互并接,二极管D4的阴极接入第二电压型继电器线圈(KV21)与第二开关模块(K2)开关的连接线上,二极管D5的阴极与二极管D6的阳极相连接,二极管D6的阴极与电阻R4的一端相连接,电阻R4的另一端与第二开关管(200)的控制端及电阻R5的一端相互并接,电阻R5的另一端及第二开关管(200)的低电位端与停车电源(DC1)的负极相连接,第二开关管(200)的高电位端与电阻R6的一端及电阻R7的一端相互并接,电阻R6的另一端接入第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端,电阻R7的另一端与第三开关管(300)的控制端相连接,第三开关管(300)的低电位端与停车电源(DC1)的负极相连接,第三开关管(300)的高电位端与光电耦合器(U)中发光二极管的阴极相连接,光电耦合器(U)中发光二极管的阳极串接电阻R8后与第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端相连接,与停车电源(DC1)或备用电源(DC2)构成第六条停车回路,所述第六条停车回路为紧急停车备用回路失效检测及备用线圈预通电的回路;第一电压型继电器常闭触点(KV13)串接第三故障指示灯(MIL3)后与报警电源(DC3)并接,与报警电源(DC3)构成停车电源失效报警回路;第三电压型继电器常开触点(KV34)串接第二故障指示灯(MIL2)后与报警电源(DC3)并接,与报警电源(DC3)构成对紧急停车主回路进行物理切断保护时的报警回路,即紧急停车主回路过流或/和第一开关模块的开关失效短路时的报警回路;第一电流型继电器常闭触点(KI13)与第一故障指示灯(MIL1)串接,串接后的一端与报警电源(DC3)的正极相连接,串接后的另一端与二极管D7的阳极及第二电压型继电器常开触点(KV23)的一端相互并接,二极管D7的阴极串接第三开关模块(K3)的开关后与报警电源(DC3)的负极相连接,第二电压型继电器常开触点(KV23)的另一端与报警电源(DC3)的负极相连接,与报警电源(DC3)构成紧急停车主回路欠流及欠流切换控制回路中第二开关模块(K2)开关失效短路的报警回路;第四电压型继电器常闭触点(KV42)串接第四故障指示灯(MIL4)后,一端与报警电源(DC3)的正极相连接,另一端接入二极管D7的阴极与第三开关模块(K3)开关的连接线上,与报警电源(DC3)构成紧急停车主回路中第一开关模块开关失效开路的报警回路;第五电压型继电器常开触点(KV53)串接第五故障指示灯(MIL5)后与报警电源(DC3)并接,与报警电源(DC3)构成紧急停车主回路中第一开关模块开关失效短路的报警回路;第一开关管(100)的低电位端与报警电源(DC3)的负极相连接,第一开关管(100)的高电位端串接第五电压型继电器线圈(KV51)、第四电压型继电器常开触点(KV43)后接入报警电源(DC3)的正极,电阻R1的一端与报警电源(DC3)的正极相连接,电阻R1的另一端与二极管D1的阳极及二极管D2的阳极相互并接,二极管D1的阴极接入二极管D7的阴极与第三开关模块(K3)开关的连接线上,二极管D2的阴极与二极管D3的阳极相连接,二极管D3的阴极与电阻R2的一端及第一开关管(100)的控制端相互并接,电阻R2的另一端与报警电源(DC3)的负极相连接,与报警电源(DC3)构成紧急停车主回路中第一开关模块的开关失效短路检测控制回路;第六故障指示灯(MIL6)一端与报警电源(DC3)的负极相连接,另一端与光电耦合器(U)中受光三极管的发射极相连接,光电耦合器(U)中受光三极管的集电极与报警电源(DC3)的正极相连接,与报警电源(DC3)构成紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)是否断路及第二开关模块(K2)的开关是否失效的的报警回路;所述第一开关模块(K1)的控制端、第二开关模块(K2)的控制端及第三开关模块(K3)的控制端相互并接后与柴油机主控模块的输岀相连接;所述第一开关管(100)为N型MOS管,或所述第一开关管(100)为NPN型三极管;所述第二开关管(200)为N型MOS管,或所述第二开关管(200)为NPN型三极管;所述第三开关管(300)为N型MOS管,或所述第三开关管(300)为NPN型三极管。
2.根据权利要求1所述的一种紧急停车电路,其特征在于,所述的紧急停车电磁阀为双线圈紧急停车电磁阀,即紧急停车电磁阀的线圈由主和备用两组线圈组成,两组线圈中其中任一组线圈通电或两组线圈同时通电,紧急停车电磁阀得磁动作关闭其控制的断气或断油的阀门,实现柴油机紧急停车;两组线圈均为失电状态时,紧急停车电磁阀处于失磁状态,紧急停车电磁阀控制的断气或断油的阀门处于开启;紧急停车电磁阀的两组线圈中一组设定为紧急停车电磁阀主线圈(VC1),另一组设定为紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)。
3.根据权利要求1所述的一种紧急停车电路,其特征在于,所述第一电流型继电器线圈(KI11)的额定电流设定等于紧急停车电磁阀主线圈(VC1)的最小维持电流;所述第二电流型继电器线圈(KI21)的额定电流设定等于紧急停车电磁阀主线圈(VC1)的最大允许电流。
4.根据权利要求1所述的一种紧急停车电路,其特征在于,所述的第一电压型继电器双向触点(KV12),第二电压型继电器常开触点(KV22),以及第三电压型继电器常闭触点(KV33)允许流过的最大电流均等于或大于停车电源(DC1)的额定电流。
5.根据权利要求3所述的一种紧急停车电路,其特征在于,所述的紧急停车电磁阀主线圈(VC1)的最小维持电流是指:保证紧急停车电磁阀正常工作而流过紧急停车电磁阀主线圈(VC1)的最小电流。
6.根据权利要求3所述的一种紧急停车电路,其特征在于,所述的紧急停车电磁阀主线圈(VC1)的最大允许电流是指:保证紧急停车电磁阀正常工作,且不会烧坏紧急停车电磁阀主线圈(VC1)的最大工作电流。
7.根据权利要求1所述的一种紧急停车电路,其特征在于,所述的第一开关管(100),第二开关管(200),以及第三开关管(300)为N型MOS管时,N型MOS管的栅极为第一开关管(100),第二开关管(200),以及第三开关管(300)的控制端,N型MOS管的漏极为第一开关管(100),第二开关管(200),以及第三开关管(300)的高电位端,N型MOS管的源极为第一开关管(100),第二开关管(200),以及第三开关管(300)的低电位端;所述的第一开关管(100),第二开关管(200),以及第三开关管(300)的为NPN型三极管时,NPN型三极管的基极为第一开关管(100),第二开关管(200),以及第三开关管(300)的控制端,NPN型三极管的集电极为第一开关管(100),第二开关管(200),以及第三开关管(300)的高电位端,NPN型三极管的发射极为第一开关管(100),第二开关管(200),以及第三开关管(300)的低电位端。
8.根据权利要求1所述的一种紧急停车电路,其特征在于,所述的二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6以及D7均为开关二极管;所述的N型MOS管为N沟道增强型MOS管;所述的NPN型三极管为NPN型开关三极管。
9.一种根据权利要求1至3任一条所述的紧急停车电路的实现方法,其特征在于,包括以下步骤:
一、停车电源(DC1)与备用电源(DC2)切换过程
1)当停车电源(DC1)输岀为正常时,第一电压型继电器线圈(KV11)得电,第一电压型继电器的触点动作:
⑴第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端与常开端接通,停车电源(DC1)向停车回路供电,
⑵第一电压型继电器常闭触点(KV13)断开,第三故障指示灯(MIL3)熄灭;
2)当停车电源(DC1)失效时,第一电压型继电器线圈(KV11)失电,第一电压型继电器的触点恢复为静态:
⑴第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端与常闭端接通,切换到备用电源(DC2)向停车回路供电,
⑵第一电压型继电器常闭触点(KV13)接通,第三故障指示灯(MIL3)点亮,提示用户停车电源(DC1)失效;
3)当在备用电源(DC2)向停车回路供电期间,待停车电源(DC1)输岀恢复为正常时,第一电压型继电器线圈(KV11)得电,第一电压型继电器的触点动作:
⑴第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端与常开端接通,恢复停车电源(DC1)向停车回路供电,
⑵第一电压型继电器常闭触点(KV13)断开,点亮的第三故障指示灯(MIL3)熄灭;
二、控制停车回路的过程
1)认定第三开关模块(K3)为完好,第二开关模块(K2)和第一开关模块(K1)好坏设为未知:
当柴油机主控模块向第一开关模块(K1),第二开关模块(K2),以及第三开关模块(K3)发岀紧急停车控制信号期间,即紧急停车期间,第三开关模块(K3)的开关接通,第一开关模块(K1)的开关和第二开关模块(K2)的开关是否接通为未知,
当柴油机主控模块未向第一开关模块(K1),第二开关模块(K2),以及第三开关模块(K3)发岀紧急停车控制信号期间,即非紧急停车期间,第三开关模块(K3)的开关断开,第一开关模块(K1)的开关和第二开关模块(K2)的开关是否断开为未知;
2)当紧急停车电路处于非紧急停车期间:
⑴第一开关管(100)导通饱和,待第一开关模块(K1)的开关接通,第四电压型继电器线圈(KV41)通电,第四电压型继电器常开触点(KV43)接通,第五电压型继电器线圈(KV51)通电:
①第五电压型继电器常开触点(KV52)接通,对第三电压型继电器产生控制信号,若第三电压型继电器处于通电自锁,则第三电压型继电器保持通电自锁,否则,触发第三电压型继电器通电并自锁,
②第五电压型继电器常开触点(KV53)接通,点亮第五故障指示灯(MIL5),提示用户第一开关模块(K1)的开关失效短路,
⑵无论第四电压型继电器常闭触点(KV42)接通与否,即无论第一开关模块(K1)的开关接通与否,第四故障指示灯(MIL4)均为熄灭,
⑶若第二开关模块(K2)的开关处于断开和紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)处于非断路时,则第六故障指示灯(MIL6)熄灭,否则,第六故障指示灯(MIL6)点亮,提示用户第二开关模块(K2)的开关失效短路或/和紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)断路,
⑷若第二电压型继电器常开触点(KV23)接通,第一故障指示灯(MIL1)点亮,提示用户第二开关模块(K2)的开关失效短路,否则,第一故障指示灯(MIL1)熄灭;
3)当紧急停车电路处于紧急停车期间:
⑴第一开关管(100)截止,无论第一开关模块(K1)的开关接通与否,第五电压型继电器线圈(KV51)均不通电,第五电压型继电器的触点处于静态:不对第三电压型继电器产生控制信号,并控制第五故障指示灯(MIL5)为熄灭,
⑵若第一开关模块(K1)的开关处于断开,第四电压型继电器常闭触点(KV42)接通,点亮第四故障指示灯(MIL4),提示用户第一开关模块(K1)的开关失效开路,否则,第四故障指示灯(MIL4)为熄灭,
⑶若第二开关模块(K2)的开关处于断开和紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)处于非断路时,则第六故障指示灯(MIL6)熄灭,提示用户第二开关模块(K2)的开关失效开路,否则,第六故障指示灯(MIL6)点亮,
⑷若第一电流型继电器检测识别到通过紧急停车主回路的电流大于等于紧急停车电磁阀主线圈(VC1)最小维持电流时,第一电流型继电器常闭触点(KI12)断开,第一电流型继电器常闭触点(KI13)断开:
①第一电流型继电器常闭触点(KI12)断开,紧急停车备用回路处于待用期间,
②第一电流型继电器常闭触点KI13断开,第一故障指示灯(MIL1)熄灭,
⑸待第一电流型继电器检测识别到通过紧急停车主回路的电流小于紧急停车电磁阀主线圈(VC1)最小维持电流时,第一电流型继电器常闭触点(KI12)接通,第一电流型继电器常闭触点(KI13)接通:
①第一电流型继电器常闭触点(KI12)接通,启用紧急停车备用回路进行控制紧急停车,
②第一电流型继电器常闭触点(KI13)接通,第一故障指示灯(MIL1)点亮,提示用户紧急停车主回路欠流,
⑹当第二开关模块(K2)的开关处于接通和紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)处于非断路状态:
①在紧急停车备用回路处于待用期间,即第一电流型继电器常闭触点(KI12)处于断开,经电阻R3、二极管D4及第二开关模块(K2)的开关构成的支路对紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)预通电,预通电电流设定在紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)的最小维持电流的五分之三至三分之一之间,
②待启用紧急停车备用回路进行控制紧急停车,即待第一电流型继电器常闭触点(KI12)接通时,第二电压型继电器线圈(KV21)通电,第二电压型继电器常开触点(KV22)接通,对电阻R3、二极管D4及第二开关模块(K2)的开关构成的支路短接,紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)并通过接通的第二电压型继电器常开触点(KV22)快速进入正常通流得磁,使紧急停车电磁阀快速动作将控制的阀门关闭,进行紧急停车;
4)待第二电流型继电器检测识别到通过紧急停车主回路的电流大于紧急停车电磁阀主线圈(VC1)最大允许电流时,第二电流型继电器的触点进入动态,即第二电流型继电器常开触点(KI22)接通,对第三电压型继电器产生控制信号,若第三电压型继电器处于通电自锁,则第三电压型继电器保持通电自锁,否则,触发第三电压型继电器通电并自锁;
5)当第三电压型继电器处于通电,即第三电压型继电器的触点处于动态:
⑴第三电压型继电器常闭触点(KV33)断开,对紧急停车主回路进行物理切断保护,
⑵第三电压型继电器常开触点(KV34)接通,点亮第二故障指示灯(MIL2),提示用户紧急停车主回路过流或/和第一开关模块的开关失效短路;
6)当第三电压型继电器通电自锁后,待撤去停车电源(DC1)和备用电源(DC2),第三电压型继电器的触点由动态恢复为静态。
10.根据权利要求9所述的紧急停车电路的实现方法,其特征在于,所述的紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)的最小维持电流是指:保证紧急停车电磁阀正常工作而流过紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)的最小电流。
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CN105545479A (zh) * | 2015-11-27 | 2016-05-04 | 江苏科技大学 | 柴油机紧急停车电磁阀回路失效报警电路及其报警方法 |
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