CN111891889B - 起重机电磁吸盘的电源控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于铸造装备技术领域，主要涉及一种起重机电磁吸盘的电源控制系统，在原有控制系统的基础上，新增一套整流系统，两套系统协同运行。当原有系统正常时，本套装置处于备用状态，不会影响原有系统的控制流程。当原有系统出现问题时，自动切换至本申请系统，实现对电磁吸盘的正常控制，避免安全隐患及事故的发生，保证生产的顺利进行；从安全角度考虑，实现了实用性强，智能化程度高，稳定性好，安全性能提高等方面的合理有效改善。在大大降低了安全事故出现的概率同时，保证了员工及设备的安全，避免因设备故障导致的停机，间接提高了生产工作效率。

Description

起重机电磁吸盘的电源控制系统

技术领域

本发明属于铸造装备技术领域，主要涉及一种起重机电磁吸盘的电源控制系统。

背景技术

起重机电磁吸盘作为铸造车间必不可少的一套机构，主要用于熔炼车间的备料和造型车间的废料清理。它的优势在于极大地解放了劳动力，通过电气及机械手段完成相关的任务，将人从繁重的劳动中解放出来。但是由于设备的使用过程中避免不了磨损，长时间的使用会导致电磁吸盘内部的电器元件老化，从而出现安全隐患。

目前车间内电磁吸盘普遍采用的是GTBM-20/20-D停电保磁电控装置，是专门为起重机电磁吸盘设计，主要由整流充电控制屏、整流变压器、表计箱、蓄电池组等部分组成，相互由导线连接协调工作。该装置为电磁铁正向励磁吸料，反向消磁放料，系统停电或故障时保磁，并可对蓄电池组进行全自动充电。但是该套系统在设计之初未考虑到环境温度的影响，设计使用条件温度为-10℃到40℃，而备料起重机上空的温度最高可达到50℃，超出了最佳的使用温度，从而容易出现各种各样的故障。一种是反向消磁不正常，具体表现为操作人员已经按下消磁按钮，但电磁吸盘上物料并没有掉落，还有部分的残渣、铁块还吸附在磁盘底部，在起重机行走过程中由于振动就会掉落。另一种是系统未能对蓄电池组充电，导致蓄电池及控制系统电压不够，电源接触器和励磁接触器不吸合，电磁吸盘无法工作。

由于起重机属于特种设备，任何部分无法正常工作，都可能导致严重的事故。上述第一种故障电磁吸盘没有将物料全部放下，而起重机司机身处操作室内，是无法看到吸盘下方的具体情况的。如果地面的指挥人员没有及时发现，则极容易出现起重机行走过程中有物料掉落的现象，轻则影响车间内的环境，重则造成安全事故。而第二种故障则会导致设备无法正常使用，需要维修人员对设备进行检查维修，维修过程中起重机就无法工作，耽误生产。无论出现哪种故障，都可能会造成严重的后果，所以如何保证电磁吸盘的正常工作是保障安全生产的重中之重。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种起重机电磁吸盘的电源控制系统，在原有控制系统的基础上，新增一套整流系统，两套系统协同运行。当原有系统正常时，本套装置处于备用状态，不会影响原有系统的控制流程。当原有系统出现问题时，自动切换至本申请系统，实现对电磁吸盘的正常控制，避免安全隐患及事故的发生，保证生产的顺利进行。

一种起重机电磁吸盘的电源控制系统，包括依次串联的三项电源、断路器QF1、变压器T1、接触器KM1、熔断器FU1、FU2、整流模块U1、二极管D1、接触器KM2、电磁铁、接触器KM3、断路器QF2、蓄电池组、PLC控制器；所述PLC控制器分别与接触器KM1、接触器KM2连接；所述断路器QF1用于电路过载或短路时自动跳闸，以保护后续电器元件；所述变压器T1用于将输入的380V的交流电转降为170V的交流电；所述接触器KM1用于接通电路，并将170V的交流电送入整流模块U1；所述熔断器FU1、FU2用于当电流过大时自动熔断，保护后续电器元件；所述整流模块U1用于将输入的170V交流电转变为220V的直流电；所述二极管D1起稳压作用，保证滤波后的整流电压是稳定的直流电压；所述接触器KM2用于接通电路，接通后电磁铁开始励磁，电磁吸盘吸料；所述电磁铁可磁化或消磁，用于电磁吸盘吸料或放料；所述接触器KM3用于接通电路，接通后所述电磁铁开始反向励磁，电磁吸盘放料；所述断路器QF2用于保护所述蓄电池组；所述PLC控制器用于控制各接触器的吸合或断开。

在其中一个实施例中，所述电源控制器还包括接触器KM4，所述接触器KM3、所述接触器KM4、所述断路器QF2依次串联；其中所述接触器KM4用于接通电路，当所述断路器QF1断开时所述接触器KM4自动吸合；所述断路器QF2主要用于保护所述蓄电池组。

在其中一个实施例中，所述电源控制器还包括断路器QF3、接触器KM5、整流模块U2、二极管D3；所述断路器QF3与接触器KM1并联；所述断路器QF3与所述接触器KM5、所述整流模块U2、所述二极管D3依次串联；所述二极管D3与所述断路器QF2串联；其中所述断路器QF3用于电路过载或短路时自动跳闸，保护后续电器元件；所述接触器KM5用于接通电路，检测到所述KA5得电后自动吸合；所述整流模块U2用于将输入的170V交流电转变为220V的直流电；所述二极管D3起到稳压作用，保证滤波后的整流电压是稳定的直流电压。

在其中一个实施例中，所述电源控制器还包括继电器KA5、报警灯HB，所述继电器KA5、所述接触器KM5、所述报警灯HB依次串联；其中所述继电器KA5用于接通电路，当检测到所述蓄电池组两端电压不足时自动吸合；所述报警灯HB起到报警提示作用，当KA5吸合后得电开始闪烁，提醒工作人员进行设备维修。

正常状态下，所述断路器QF1及所述断路器QF2闭合通电，所述蓄电池组自动对所述PLC控制器供电，所述PLC控制器正常运行，按照生产流程完成对电路中各继电器及接触器的控制。三相电源通过所述变压器T1，由380V交流电输出170V交流电。

在所述起重机电磁吸盘吸料时，所述PLC控制器发送闭合信号给所述接触器KM1,所述接触器KM1得电闭合，电流进入所述整流模块U1，再经过所述二极管D1进行滤波，得到稳定的电流；然后所述PLC控制器发送闭合信号给所述接触器KM2，所述接触器KM2得电闭合，形成闭合电路后所述电磁铁得电吸附物料。

在所述起重机电磁吸盘放料时，所述PLC控制器发送断开信号给所述接触器KM1,所述接触器KM1失电断开，2-3秒后所述PLC控制器发送断开信号给所述接触器KM2，所述接触器KM2失电断开，所述PLC控制器发送闭合信号给所述接触器KM1,所述接触器KM1得电闭合，之后所述PLC控制器发送闭合信号给所述接触器KM3,所述接触器KM3得电闭合，所述电磁铁内部线圈反向得电进行消磁，此时吸附在所述电磁铁上的物料在重力的作用下快速落下。

当所述断路器QF1因故障断开或无法正常工作时，所述PLC控制器检测到无电压或电压不足后，发送闭合信号给所述接触器KM4，所述接触器KM4得电闭合，供电切换至所述蓄电池组，由所述蓄电池组供电保持所述起重机电磁吸盘吸料状态，避免物料掉落。

当所述断路器QF2因故障断开或所述蓄电池组未充电导致电压不足时，所述继电器KA5失压闭合，此时所述断路器QF3处于闭合状态，电流由接触器KM5进入所述整流模块U2，然后经过所述二极管D3输出稳定电流为所述PLC控制器供电，所述PLC控制器恢复运行；这样可使起重机电磁吸盘维持正常工作一段时间，不会因为故障原因导致物料掉落造成事故，给工作人员维修设备提供时间。

当所述继电器KA5失压闭合后，所述报警灯HB同时得电开始闪烁，提醒工作人员设备出现故障需要进行设备维修。

本发明提供的起重机电磁吸盘的电源控制系统在起重机电磁吸盘工作时出现电压不足或蓄电池组故障时，能及时切换至备用电路保证设备正常控制。从安全角度考虑，实现了实用性强，智能化程度高，稳定性好，安全性能提高等方面的合理有效改善。在大大降低了安全事故出现的概率同时，保证了员工及设备的安全，避免因设备故障导致的停机，间接提高了生产工作效率。

附图说明

图1为本发明的原理示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合具体实施例并参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

一种起重机电磁吸盘的电源控制系统，请参见附图1所示，包括依次串联的三项电源、断路器QF1、变压器T1、接触器KM1、熔断器FU1、FU2、整流模块U1、二极管D1、接触器KM2、电磁铁、接触器KM3、断路器QF2、蓄电池组、PLC控制器；PLC控制器分别与接触器KM1、接触器KM2连接。

进一步地，电源控制器还包括接触器KM4，接触器KM3、接触器KM4、断路器QF2依次串联。

进一步地，电源控制器还包括断路器QF3、接触器KM5、整流模块U2、二极管D3；断路器QF3与接触器KM1并联；断路器QF3与接触器KM5、整流模块U2、二极管D3依次串联；二极管D3与断路器QF2串联。

进一步地，电源控制器还包括继电器KA5、报警灯HB，继电器KA5、接触器KM5、报警灯HB依次串联。

其中，断路器QF1用于电路过载或短路时自动跳闸，以保护后续电器元件；变压器T1用于将输入的380V的交流电转降为170V的交流电；接触器KM1用于接通电路，并将170V的交流电送入整流模块U1；熔断器FU1、FU2用于当电流过大时自动熔断，保护后续电器元件；整流模块U1用于将输入的170V交流电转变为220V的直流电；二极管D1起稳压作用，保证滤波后的整流电压是稳定的直流电压；接触器KM2用于接通电路，接通后电磁铁开始励磁，电磁吸盘吸料；电磁铁可磁化或消磁，用于电磁吸盘吸料或放料；接触器KM3用于接通电路，接通后电磁铁开始反向励磁，电磁吸盘放料；断路器QF2用于保护蓄电池组；PLC控制器用于控制各接触器的吸合或断开；接触器KM4用于接通电路，当断路器QF1断开时接触器KM4自动吸合；断路器QF2主要用于保护蓄电池组；断路器QF3用于电路过载或短路时自动跳闸，保护后续电器元件；接触器KM5用于接通电路，检测到KA5得电后自动吸合；整流模块U2用于将输入的170V交流电转变为220V的直流电；二极管D3起到稳压作用，保证滤波后的整流电压是稳定的直流电压；继电器KA5用于接通电路，当检测到蓄电池组两端电压不足时自动吸合；报警灯HB起到报警提示作用，当KA5吸合后得电开始闪烁，提醒工作人员进行设备维修。

需要说明的是，正常状态下，断路器QF1及断路器QF2闭合通电，蓄电池组自动对PLC控制器供电，PLC控制器正常运行，按照生产流程完成对电路中各继电器及接触器的控制。三相电源通过变压器T1，由380V交流电输出170V交流电。

在起重机电磁吸盘吸料时，PLC控制器发送闭合信号给接触器KM1,接触器KM1得电闭合，电流进入整流模块U1，再经过二极管D1进行滤波，得到稳定的电流；然后PLC控制器发送闭合信号给接触器KM2，接触器KM2得电闭合，形成闭合电路后电磁铁得电吸附物料。

在起重机电磁吸盘放料时，PLC控制器发送断开信号给接触器KM1,接触器KM1失电断开，2-3秒后PLC控制器发送断开信号给接触器KM2，接触器KM2失电断开，PLC控制器发送闭合信号给接触器KM1,接触器KM1得电闭合，之后PLC控制器发送闭合信号给接触器KM3,接触器KM3得电闭合，电磁铁内部线圈反向得电进行消磁，此时吸附在电磁铁上的物料在重力的作用下快速落下。

当断路器QF1因故障断开或无法正常工作时，PLC控制器检测到无电压或电压不足后，发送闭合信号给接触器KM4，接触器KM4得电闭合，供电切换至蓄电池组，由蓄电池组供电保持起重机电磁吸盘吸料状态，避免物料掉落。

当断路器QF2因故障断开或蓄电池组未充电导致电压不足时，继电器KA5失压闭合，此时断路器QF3处于闭合状态，电流由接触器KM5进入整流模块U2，然后经过二极管D3输出稳定电流为PLC控制器供电，PLC控制器恢复运行；这样可使起重机电磁吸盘维持正常工作一段时间，不会因为故障原因导致物料掉落造成事故，给工作人员维修设备提供时间。

当继电器KA5失压闭合后，报警灯HB同时得电开始闪烁，提醒工作人员设备出现故障需要进行设备维修。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种起重机电磁吸盘的电源控制系统，其特征在于，包括依次串联的三相电源、断路器QF1、变压器T1、接触器KM1、熔断器、整流模块U1、二极管D1、接触器KM2、电磁铁、接触器KM3、接触器KM4、断路器QF2、蓄电池组、PLC控制器；所述PLC控制器分别与接触器KM1、接触器KM2连接；

所述电源控制系统还包括断路器QF3、接触器KM5、整流模块U2、二极管D3；所述断路器QF3与接触器KM1并联；所述断路器QF3与所述接触器KM5、所述整流模块U2、所述二极管D3依次串联；所述二极管D3与所述断路器QF2串联；

在所述起重机电磁吸盘放料时，所述PLC控制器发送断开信号给所述接触器KM1,所述接触器KM1失电断开，2-3秒后所述PLC控制器发送断开信号给所述接触器KM2，所述接触器KM2失电断开，所述PLC控制器发送闭合信号给所述接触器KM1, 所述接触器KM1得电闭合，之后所述PLC控制器发送闭合信号给所述接触器KM3, 所述接触器KM3得电闭合，所述电磁铁内部线圈反向得电进行消磁，此时吸附在所述电磁铁上的物料在重力的作用下快速落下；

当所述断路器QF2因故障断开或所述蓄电池组未充电导致电压不足时，继电器KA5失压闭合，此时所述断路器QF3处于闭合状态，电流由接触器KM5进入所述整流模块U2，然后经过所述二极管D3输出稳定电流为所述PLC控制器供电，所述PLC控制器恢复运行。

2.根据权利要求1所述的起重机电磁吸盘的电源控制系统，其特征在于，所述电源控制系统还包括继电器KA5、报警灯HB，所述继电器KA5、所述接触器KM5、所述报警灯HB依次串联。

3.根据权利要求1所述的起重机电磁吸盘的电源控制系统，其特征在于，在所述起重机电磁吸盘吸料时，所述PLC控制器发送闭合信号给所述接触器KM1,所述接触器KM1得电闭合，电流进入所述整流模块U1，再经过所述二极管D1进行滤波，得到稳定的电流；然后所述PLC控制器发送闭合信号给所述接触器KM2，所述接触器KM2得电闭合，形成闭合电路后所述电磁铁得电吸附物料。

4.根据权利要求1所述的起重机电磁吸盘的电源控制系统，其特征在于，当所述断路器QF1因故障断开时，所述PLC控制器检测到无电压或电压不足后，发送闭合信号给所述接触器KM4，所述接触器KM4得电闭合，供电切换至所述蓄电池组，由所述蓄电池组供电保持所述起重机电磁吸盘吸料状态，避免物料掉落。

5.根据权利要求2所述的起重机电磁吸盘的电源控制系统，其特征在于，当所述继电器KA5失压闭合后，所述报警灯HB得电闪烁。

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