CN113311272A - 一种电磁阀反向电动势监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电磁阀反向电动势监测系统，包括供电电路、控制电路、处理单元和检测单元，供电电路分别与控制电路、处理单元、检测单元和待测电磁阀供电向连接，对整体系统进行控制检测，处理单元分别与检测单元和上位机相连接，用于处理采集相关数据，并将其处理传输检测数据至上位机和显示器上用于测试。本发明的有益效果是本方案可以模拟不同电磁阀启动及断开时产生反向电动势对控制电路及控制电气元件的影响进行测试，为电气设计阶段提供依据，采取相应的技术措施，避免实际应用中电磁阀反向电动势对控制电路进行冲击造成器件损坏及控制回路断电，影响工业系统正常运行。

Description

一种电磁阀反向电动势监测系统

技术领域

本发明涉及工业自动化领域，更具体地说涉及一种电磁阀反向电动势监测系统。

背景技术

电磁阀是用电磁控制的工业设备，是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器，并不限于液压、气动。用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活性都能够保证。电磁阀有很多种，不同的电磁阀在控制系统的不同位置发挥作用，最常用的是单向阀、安全阀、方向控制阀、速度调节阀等。

在风力发电行业，液压系统经常会采用电磁阀控制进、出油系统，并且启动频繁，经常出现电磁阀产生反向电动势，控制电路由手动和自动控制两种，主要控制继电器线圈驱动继电器触点驱动电磁阀动作，在启动和断开时电磁阀会产生电动势，从而导致继电器触头粘连，触头之间产生电火花，造成触点烧蚀的现象发生。

电磁阀数量很多，一段时间就会出现上述现象，现场维护经常大量、不定时更换继电器，给机组造成运行事故，并影响发电效率给业主造成经济损失。更换后并未解决实际问题，同样的问题还会发生。同样的，对于晶体管来说，反电动势会导致其击穿损坏。

因此，在设计阶段需要考虑电磁阀产生反向电动势的影响，提前避免事故的发生，避免后期维护困难。需要进行电磁阀反向电动势测试，通过数据准确判断对控制电路的影响，为后期产品优化提供数据参考。

根据以上情况，现在急需设计一种电磁阀反向电动势测试系统，满足测试需求并记录数据，提供产品设计依据。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种电磁阀反向电动势监测系统。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

一种电磁阀反向电动势监测系统，包括供电电路、控制电路、处理单元和检测单元，供电电路包括输入电源、断路器F1、指示灯H1、交流稳压模块U1、接触器KM1、指示灯H2和开关电源G1，输入电源与断路器F1连接后依次与指示灯H1和交流稳压模块U1的出入端相连接，交流稳压模块U1的输出端与供电端子X1相连接，交流稳压模块U1的输出端依次与接触器KM1和指示灯H2连接后，分别与供电端子X1和开关电源G1的输入端相连接，开关电源G1的输出端与供电端子XP1和供电端子XP2相连接，供电端子X1、供电端子XP1和供电端子XP2与控制电路、处理单元、检测单元和待测电磁阀供电相连接，处理单元分别与检测单元和上位机相连接。

处理单元上设有信息反馈单元、CPU和采集通信单元。

检测单元包括电源信息采集模块、电压电流传感器采集板、电压传感器、电流传感器和相序采集板，电源信息采集模块和电压电流传感器采集板相连接，电压电流传感器采集板分别通过电压传感器、电流传感器和相序采集板与供电电路相连接。

控制电路包括第一控制电路和第二控制电路，第一控制电路与接触器KM1相连接，第二控制电路分别与供电端子X1、供电端子XP1和供电端子XP2相连接。

第一控制电路包括熔断器FU、常闭触点KM1、控制电路指示灯H1、手动控制旋钮SA、停止按钮SS1、常开触点KM1、接触器KM1和控制电路指示灯H2，熔断器FU的1端点与供电电路的AC220V供电L端相连接，熔断器FU的2端点和常闭触点KM1相连接，常闭触点KM1与控制电路指示灯H1相连接，控制电路指示灯H1和供电电路的AC220V供电N端相连接，熔断器FU的2端点和手动控制旋钮SA相连接，手动控制旋钮SA和停止按钮SS1相连接，停止按钮SS1和接触器KM1相连接，接触器KM1与供电电路的AC220V供电N端相连接，停止按钮SS1和接触器KM1连接的电路上分别并联设有停止按钮SS1和常开触点KM1，接触器KM1两端并联设有控制电路指示灯H2。

第二控制电路包括继电器KA2、供电端子X2、继电器KA3和供电端子X3，继电器KA2与供电端子XP1和供电端子XP2相连接，供电端子X2和继电器KA2相连接，供电端子X2为DC24V电磁阀供电，继电器KA3和供电端子X1相连接，继电器KA3和供电端子X3相连接，供电端子X3为AC220V电磁阀供电，继电器KA2和继电器KA3与PLC模块控制板相连接。

供电端子X2和供电端子X3与电磁阀间的电路上设有屏蔽导线接地。

本发明的有益效果为：本方案可以模拟不同电磁阀启动及断开时产生反向电动势对控制电路及控制电气元件的影响进行测试，为电气设计阶段提供依据，采取相应的技术措施，避免实际应用中电磁阀反向电动势对控制电路进行冲击造成器件损坏及控制回路断电，影响工业系统正常运行。

本系统为试验监测系统，为设计阶段电磁阀产生反向电动势不确定性影响进行测试并进行数据收集，为电气设计人员提供数据参考及技术要求编制依据，并同时提升设计产品安全可靠性。此系统能够通过后台程序软件监测电动势变化，记录测试数据及图形并能统一进行工程数据导出和导入。

附图说明

图1是本发明的结构框图；

图2是本发明的整体拓扑图；

图3是供电电路的电路图；

图4是第一控制电路的电路图；

图5是第二控制电路的电路图；

图6是处理单元的电路图；

图中：1为控制电路，2为处理单元，3为电源信息采集模块，4为电压电流传感器采集板，5为电压传感器，6为电流传感器，7为相序采集板,8为信息反馈单元，9为采集通信单元

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

实施例一

一种电磁阀反向电动势监测系统，包括供电电路、控制电路1、处理单元2和检测单元，供电电路包括输入电源、断路器F1、指示灯H1、交流稳压模块U1、接触器KM1、指示灯H2和开关电源G1，输入电源与断路器F1连接后依次与指示灯H1和交流稳压模块U1的出入端相连接，交流稳压模块U1的输出端与供电端子X1相连接，交流稳压模块U1的输出端依次与接触器KM1和指示灯H2连接后，分别与供电端子X1和开关电源G1的输入端相连接，开关电源G1的输出端与供电端子XP1和供电端子XP2相连接，供电端子X1、供电端子XP1和供电端子XP2与控制电路1、处理单元2、检测单元和待测电磁阀供电相连接，处理单元2分别与检测单元和上位机相连接。

处理单元2上设有信息反馈单元8、CPU和采集通信单元9。

检测单元包括电源信息采集模块3、电压电流传感器采集板4、电压传感器5、电流传感器6和相序采集板7，电源信息采集模块3和电压电流传感器6采集板4相连接，电压电流传感器6采集板4分别通过电压传感器5、电流传感器6和相序采集板7与供电电路相连接。

控制电路1包括第一控制电路1和第二控制电路1，第一控制电路1与接触器KM1相连接，第二控制电路1分别与供电端子X1、供电端子XP1和供电端子XP2相连接。

第一控制电路1包括熔断器FU、常闭触点KM1、控制电路1指示灯H1、手动控制旋钮SA、停止按钮SS1、常开触点KM1、接触器KM1和控制电路1指示灯H2，熔断器FU的1端点与供电电路的AC220V供电L端相连接，熔断器FU的2端点和常闭触点KM1相连接，常闭触点KM1与控制电路1指示灯H1相连接，控制电路1指示灯H1和供电电路的AC220V供电N端相连接，熔断器FU的2端点和手动控制旋钮SA相连接，手动控制旋钮SA和停止按钮SS1相连接，停止按钮SS1和接触器KM1相连接，接触器KM1与供电电路的AC220V供电N端相连接，停止按钮SS1和接触器KM1连接的电路上分别并联设有停止按钮SS1和常开触点KM1，接触器KM1两端并联设有控制电路1指示灯H2。

第二控制电路1包括继电器KA2、供电端子X2、继电器KA3和供电端子X3，继电器KA2与供电端子XP1和供电端子XP2相连接，供电端子X2和继电器KA2相连接，供电端子X2为DC24V电磁阀供电，继电器KA3和供电端子X1相连接，继电器KA3和供电端子X3相连接，供电端子X3为AC220V电磁阀供电，继电器KA2和继电器KA3与PLC模块控制板相连接。

供电端子X2和供电端子X3与电磁阀间的电路上设有屏蔽导线接地。

本方案的工作原理如下，如图1-2所示，由外部引入输入电源采用AC380V经过交流稳压模块U1为系统供电，既可提供AC220V电源也可经过开关电源G1后提供DC24V电源，通过供电电路可将电源提供给控制电路1、处理单元2、负载等需要电源的设备及电路。

控制电路1用于控制电源开断、控制电磁阀电路、信息反馈及报警故障。

处理单元2以及监测单元用于将监测到输入电源信息及电磁阀信息上传集中采集模块，经控制电路1及处理单元2进行信息识别、处理、评估。绘制表格及特性曲线，并将技术参数通过与上位机通讯将数据信息显示于触摸屏。此系统信息反馈及故障报警通过电压传感器5及电流传感器6进行识别。

进一步，如图3所示，供电电路的输入输出均为三相电源，L1、L2、L3为输入侧，U、V、W为输出侧，由断路器F1及接触器KM1控制电源关断，通过指示灯进行带电显示，经过交流稳压单元U1及开关电源G1为系统供电，其中交流稳压模块U1由输入输出电感、电容器以及补偿变压器、电阻、控制板、功率板及测量板等电气元件组成，可以进行电压测量并将欠压、过温等报警信息经过处理单元2上传至上位机显示在平板电脑中。

供电电路主要提供电源，包含AC380V、AC220V、DC24V，分别输出对应的供电端子端子X1:5-10；X1:1-4；XP1:1-6；XP2:1-6。

进一步，控制电路1包括第一控制电路和第二控制电路；第一控制电路为手动控制电路，第二控制电路为自动控制电路。

如图4所示，第一控制电路引入AC220V电源，通过手动启动手动控制旋钮SA与停止按钮SS1控制接触器KM1线圈回路，从而控制DC24V进行电源供电。

第一控制电路在不通电的状态下控制电路指示灯H1灯亮，启动手动控制旋钮SA后接触器KM1线圈吸合，控制电路指示灯H2灯亮，控制电路指示灯H1灯灭，对应供电电路的接触器KM1吸合，工作状态由反馈信号进行反馈。

如图5所示，第二控制电路通过PLC模块控制板给定控制信号控制继电器KA2和继电器KA3的吸合，从而控制供电端子X2和供电端子X3对待测电磁阀的供电，并通过电路联络由相应的采集单元、监测单元进行信息识别、处理、评估以及绘制表格、特性曲线上传至上位机。

进一步，如图6所示，处理单元2通过DC24V充放电板进行供电，处理单元2上设有公共端、故障闭合接点和故障断开接点，公共端与故障闭合接点保持常闭，公共端与故障断开接点保持常开，采集通信单元上设有通讯接口、温度采集接口、电压采集接口和电流采集接口用于数据采集，处理单元2处理信号采集到的电源信息、报警信息，电压波动、电流值、能量及温升数据进行分析处理并与上位机通讯进行数据上传。集中电源信息采集模块3与处理单元2进行插接通讯，使电源信息采集模块3集中到处理单元2模块当中。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种电磁阀反向电动势监测系统，其特征在于：包括供电电路、控制电路、处理单元和检测单元，所述供电电路包括输入电源、断路器F1、指示灯H1、交流稳压模块U1、接触器KM1、指示灯H2和开关电源G1，输入电源与断路器F1连接后依次与指示灯H1和交流稳压模块U1的出入端相连接，交流稳压模块U1的输出端与供电端子X1相连接，交流稳压模块U1的输出端依次与接触器KM1和指示灯H2连接后，分别与供电端子X1和开关电源G1的输入端相连接，开关电源G1的输出端与供电端子XP1和供电端子XP2相连接，供电端子X1、供电端子XP1和供电端子XP2与所述控制电路、所述处理单元、所述检测单元和待测电磁阀供电相连接，所述处理单元分别与所述检测单元和上位机相连接。

2.根据权利要求1的一种电磁阀反向电动势监测系统，其特征在于：所述处理单元上设有信息反馈单元、CPU和采集通信单元。

3.根据权利要求1的一种电磁阀反向电动势监测系统，其特征在于：所述检测单元包括电源信息采集模块、电压电流传感器采集板、电压传感器、电流传感器和相序采集板，电源信息采集模块和电压电流传感器采集板相连接，电压电流传感器采集板分别通过电压传感器、电流传感器和相序采集板与供电电路相连接。

4.根据权利要求1的一种电磁阀反向电动势监测系统，其特征在于：所述控制电路包括第一控制电路和第二控制电路，第一控制电路与接触器KM1相连接，第二控制电路分别与供电端子X1、供电端子XP1和供电端子XP2相连接。

5.根据权利要求4的一种电磁阀反向电动势监测系统，其特征在于：第一控制电路包括熔断器FU、常闭触点KM1、控制电路指示灯H1、手动控制旋钮SA、停止按钮SS1、常开触点KM1、接触器KM1和控制电路指示灯H2，熔断器FU的1端点与供电电路的AC220V供电L端相连接，熔断器FU的2端点和常闭触点KM1相连接，常闭触点KM1与控制电路指示灯H1相连接，控制电路指示灯H1和供电电路的AC220V供电N端相连接，熔断器FU的2端点和手动控制旋钮SA相连接，手动控制旋钮SA和停止按钮SS1相连接，停止按钮SS1和接触器KM1相连接，接触器KM1与供电电路的AC220V供电N端相连接，停止按钮SS1和接触器KM1连接的电路上分别并联设有停止按钮SS1和常开触点KM1，接触器KM1两端并联设有控制电路指示灯H2。

6.根据权利要求4的一种电磁阀反向电动势监测系统，其特征在于：第二控制电路包括继电器KA2、供电端子X2、继电器KA3和供电端子X3，继电器KA2与供电端子XP1和供电端子XP2相连接，供电端子X2和继电器KA2相连接，供电端子X2为DC24V电磁阀供电，继电器KA3和供电端子X1相连接，继电器KA3和供电端子X3相连接，供电端子X3为AC220V电磁阀供电，继电器KA2和继电器KA3与PLC模块控制板相连接。

7.根据权利要求6的一种电磁阀反向电动势监测系统，其特征在于：供电端子X2和供电端子X3与电磁阀间的电路上设有屏蔽导线接地。

Images