CN209690771U - 堆场单机远距离急停系统及取料机系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种堆场单机远距离急停系统，包括：开关模块，用于产生电信号；电光转换模块，用于将产生的所述电信号转换为光信号；光纤通道，用于传递所述光信号；光电转换模块，用于将传递来的所述光信号转换为电信号；单机急停硬线电路模块，用于根据转换的所述电信号控制单机得电或断电。本实用新型采用开关模块产生急停信号，在转换为光信号后通过光纤传递，在到达单机电气室侧的时候重新转换为电信号，电信号控制单机急停硬线电路模块实现急停操作，相比现有技术，本实用新型的急停操作所需的时间被大大的缩减，极大提高了急停操作的可靠性，保证堆场中设备能够安全运行。

Description

堆场单机远距离急停系统及取料机系统

技术领域

本实用新型涉及港口码头电器控制技术领域，特别涉及一种堆场单机远距离急停系统以及一种取料机系统。

背景技术

近年来，国内各大港都在加快推进智能化堆场系统改造，包括取料机在内的堆场大型设备的运行模式由原来的司机室手动操作的作业模式改造为远程集控室全自动作业模式，在众多智能控制系统中，通过控制大型设备急停操作来保证紧急情况下现场设备及人员的安全是一个不能回避的重要课题。

单机急停指的是紧急情况下通过电气控制方法来实现单机低压供电的主接触器迅速断开，以停止所有执行机构的供电，要求急停装置和系统长久稳定、不受外界电磁干扰、信号传输实时性高。现有的方式是在单机关键部位及司机室操作台安装急停按钮，通过控制缆硬线连锁的方式来控制单机的紧急停机，一般硬线的总长度小于1千米。在集控室远程作业模式下，集控室距离堆场单机综合距离一般在10～15千米左右，单独铺设一条低压控制缆来实现硬线连锁具有以下不足：

不便于施工及后期维护、成本高、开关量信号衰减大、抗强电磁场干扰能力弱等；还有一些现有技术，如图1所示，采取PLC远程控制的方式实现急停控制，但是其传输结构较为复杂，信号传输的实时性和系统的稳定性也无法达到急停的要求，此外，因需要在集控室增加PLC远程站，增加了费用成本和维护量。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种堆场单机远距离急停系统，包括：

开关模块，用于产生电信号；

电光转换模块，用于将产生的所述电信号转换为光信号；

光纤通道，用于传递所述光信号；

光电转换模块，用于将传递来的所述光信号转换为电信号；

单机急停硬线电路模块，用于根据转换的所述电信号控制所述单机得电或断电。

进一步地，所述电信号包括急停信号和复位信号，所述开关模块包括：

动断自锁按钮，用于产生所述急停信号并发送至所述电光转换模块；

动合自复位按钮，用于产生所述复位信号并发送至所述电光转换模块。

进一步地，所述开关模块产生的电信号为干触点信号。

进一步地，所述光纤通道为单模光纤，用于实现所述光信号自所述电光转换模块向所述光电转换模块的单向传输。

进一步地，所述电光转换模块与所述光电转换模块均为光纤中继器。

进一步地，所述单机急停硬线电路模块包括：

主接触器，包括主触点和主电磁线圈，其中，主触点设置于所述单机的供电电路中，主电磁线圈用于控制所述主触点的开闭；

与所述光电转换模块连接的急停继电器，用于根据转换的所述电信号控制所述主接触器实现所述单机断电；

与所述光电转换模块连接的复位继电器，用于根据转换的所述电信号控制所述主接触器以恢复所述单机的供电。

进一步地，所述急停继电器为电磁继电器，所述急停继电器包括第一电磁线圈和第一触点，其中，所述第一电磁线圈与所述光电转换模块连接；

在所述单机得电状态下，所述第一触点、所述主触点、主电磁线圈与所述单机的供电电源构成闭合回路。

进一步地，所述复位继电器为电磁继电器，所述复位继电器包括第二电磁线圈和第二触点，其中，第二电磁线圈与所述光电转换模块连接；

在对所述单机复电的状态下，所述第二触点、所述第一触点、所述主电磁线圈与所述主接触器的供电电源构成闭合回路。

进一步地，所述主触点、所述第一触点、所述第二触点均为常开触点。

另一方面，本实用新型还公开了一种取料机系统，包括取料机本体以及与所述取料机本体连接的取料机急停系统，所述取料机急停系统为如前所述的堆场单机远距离急停系统。

本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型采用开关模块产生急停信号，在转换为光信号后通过光纤实现远距离传递，再重新转换为电信号控制单机急停硬线电路模块实现对堆场中单机的急停操作，相比现有技术本方案所涉及的模块较少、结构更加简单，不仅节约了成本，更重要的是急停操作所需的时间被大大的缩减，经现场实验可达到毫秒级，极大提高了了急停操作的可靠性，保证堆场中设备能够安全运行。

本实用新型对于远距离传输部分都使用光纤通信，相比传统的通过电缆和PLC远程通信控制的传输方式，具有信号衰减小、抗电磁场干扰能力强的优点，进一步保障了急停控制的稳定实施。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为现有技术的堆场单机急停控制系统的框图；

图2为本实用新型实施例公开的堆场单机远距离急停系统的框图；

图3为本实用新型实施例公开的堆场单机远距离急停系统的信号传递结构原理图；

图4为本实用新型实施例公开的堆场单机远距离急停系统中单机急停硬线电路模块的电路结构图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

现有技术中，通常采取PLC远程控制的方式实现急停控制，如图1所示，其具体流程如下，在集控室中设置有急停按钮和复位按钮，当出现需要单机急停的情况时，工作人员按下急停按钮，产生急停信号并通过电缆传输给PLC远程站，PLC远程站通过以太网发送急停指令给光纤收发器发射端并转换为光信号，然后通过光纤传递给光纤收发器接收端重新转换为电信号，单机PLC通过以太网接收该电信号，再然后单机PLC调用相关逻辑通过电缆控制单机急停硬线回路，最后单机急停硬线回路通过电缆控制380V的主接触器实现单机急停。由此可见，现有方案中，信号传递的节点过多且复杂，不仅提高了系统建设的成本，而且很大程度上依赖电缆传输信号，因此在远距离传输过程中极易因信号衰减、强电磁场干扰等导致信号不能正常传输。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型的方案。

如图2所示，本实用新型公开了一种堆场单机远距离急停系统，主要包括以下几个部分：

(1)开关模块，用于产生电信号，包括急停信号。

(2)电光转换模块，用于将产生的所述电信号转换为光信号；

(3)光纤通道，用于传递所述光信号；

(4)光电转换模块，用于将传递来的所述光信号转换为电信号；

(5)单机急停硬线电路模块，用于根据转换的所述电信号控制所述单机得电或断电。优选的，可以采用低电压工作的继电器来控制高电压工作的的单机。

本实用新型的工作原理如下，在堆场的单机生产作业过程中，当工作人员发现紧急状况需要对单机实施急停，此时工作人员操作开关模块以产生电信号，即急停信号；电信号输入电光转换模块被转换为光信号，使其能够在光纤通道中传输，通过光纤传输的方式能够有效地避免由于传递距离较长产生的电磁干扰、信号衰减等问题；在光纤通道的输出端连有光电转换模块，用来将光信号重新转换为电信号，所述的电信号再通过电缆传输至单机急停硬线电路模块，急停硬线电路模块根据所述的电信号控制将单机与供电电源断开，从而保障单机及相关工作人员的安全。

在本实用新型的一些实施例中，开关模块包括用于急停控制的动断自锁式按钮，其与电光转换模块连接，该按钮为干触点按钮，干触点也称干接点，是一种电气开关，具有闭合和断开两个状态，干接点中的两个接点间没有极性，可以互换，由干触点发出的信号成为干触点信号，所述的开关模块产生的电信号即为干触点信号。相对于现有技术中由PLC产生的复杂的数字信号，干触点信号形式简单不易受干扰，保证了急停操作的成功率。此外，开关模块还包括用于单机复位得电的动合自复位式按钮，该按钮与电光转换模块连接，用于产生并发送复位信号，所述的动合自复位按钮为干触点按钮，所产生的复位信号为干触点信号。如图3所示，图中PB1即动断自锁式按钮，PB2即动合自复位式按钮。在堆场港口中，集控室是相关工作人员从整体控制各单机的集中场所，优选的，可以将上述开关模块设置在集控室中操作台上，不仅易于工作人员操作，也便于对现有装置/系统进行二次改造。

在本实用新型的一些实施例中，所述的光线通道为单模光纤，其传输距离可达20KM，能够实现光信号自所述电光转换模块向所述光电转换模块的单向传输，与一般的光纤通信不同的是，本急停系统仅需上述传输即可实现急停操作，且由于开关模块只是用于产生电信号无需反馈，因此也无需铺设由所述的光电转换模块指向所述的电光转换模块的光纤通道，这样在保证本系统能正常工作的情况下，大大降低了铺设成本。

在本实用新型的一些实施例中，所述电光转换模块与所述光电转换模块均为光纤中继器，所谓光纤中继器为中继器(RP repeater)的其中一种，是连接网络线路的一种装置，常用于两个网络节点之间信号的双向转发工作。中继器主要完成物理层的功能，负责在两个节点的物理层上按位传递信息，完成信号的复制、调整和放大功能，以此来延长网络的长度。优选的，本实施例采用易控达公司出产的工业级YOA系列光线中继器，其能够支持两路开关量信号，干触点无源输入，继电器输出，可以用于所述的动断自锁式按钮和动合自复位按钮的开关量接入。

其中，继电器输出是通过弱电控制强电，对应本实施例中的通过单机急停硬线电路模块中的继电器来控制高压供电的单机，后文会对此详细说明。所述的开关量，指控制继电器的接通或者断开所对应的值，即“1”和“0”两种状态，这是数字电路中的开关性质，而电力上是指电路的开和关或者说是触点的接通和断开。

如图3和图4所示，在本实用新型的一个优选实施例中，单机急停硬线电路模块主要包括以下三种继电器：

(1)主接触器，包括主触点和主电磁线圈，其中，主触点设置于所述单机的供电电路中，主电磁线圈用于控制所述主触点的开闭，当主触点闭合时单机得电正常工作，当主触点断开时，单机急停并停止工作。

(2)急停继电器，与所述光电转换模块连接，用于根据转换的所述电信号控制所述主接触器实现所述单机断电，即在光电转换模块所转换的急停电信号继电器输出，使得第一电磁线圈通电，吸引第一触点闭合。

(3)复位继电器，与所述光电转换模块连接的，用于根据转换的所述电信号控制所述主接触器以恢复所述单机的供电。

其中，主接触器接有直流单元，并且电源具有低电压，如24V电压，该低压电各部分闭合时主电磁线圈通电，吸引主触点闭合，进而使单机的供电电路导通。

所述的急停继电器为电磁继电器，所述急停继电器包括第一电磁线圈和第一触点，其中，所述第一电磁线圈与所述光电转换模块连接。如图4所示，在所述单机得电状态下，开关模块不会产生急停信号，第一电磁线圈有电流流过，第一触点出于闭合状态，并且第一触点、所述主触点、主电磁线圈与所述单机的供电电源构成闭合回路，使得主电磁线圈闭合，进而保持主接触点的闭合；相对的，当由于光纤通道末端的光纤中继器继电器输出了急停信号，第一电磁线圈无电流流过，第一触点断开，导致第一触点、所述主触点、主电磁线圈与所述单机的供电电源构成的闭合回路断开，主触点断开单机停止工作。

所述复位继电器为电磁继电器，所述复位继电器包括第二电磁线圈和第二触点，其中，第二电磁线圈与所述光电转换模块连接。如图4所示，在单机断电需要复位得电时，首先第一触点重新闭合，开关模块产生复位信号，通过光纤中继器继电器输出，第二电磁线圈闭合，所述第二触点、所述第一触点、所述主电磁线圈与所述单机的供电电源构成闭合回路，主触点重新闭合，单机得电。

其中，主触点、所述第一触点、所述第二触点均为常开触点，常开触点是指接触器/继电器在线圈没有得电时，触点处于断开状态。

如图3和图4所示的实施例，在堆场的单机生产作业过程中，当工作人员发现紧急状况需要对单机实施急停，此时工作人员控制安装在集控室内的动断自锁按钮，动合自复位按钮不动，其中，动断自锁按钮和动合自复位按钮的干触点接到电光转换模块构成输入回路，使其产生的急停信号发送至电光转换模块；作为输入端的电光转换模块采用光纤继电器，来将电信号转换为光信号通过单模光纤通道传输至光电转换模块；作为输出端的光电转换模块同样采用光纤继电器，来将光信号转换为电信号，继电器输出控制，光电转换模块分别接急停继电器的第一电磁线圈和复位继电器的第二继电器，所对应的第一触点和第二触点接入到单机的急停硬线回路中，用于控制主接触器的动作来实现单机的停送低压电，并把主接触器的开关动作反馈到单机PLC用于人机界面的故障报警。具体的，急停继电器的第一电磁线圈由吸合变为断开，第一触点断开，控制主接触器的主电磁线圈断开，主触点断开，从而控制380V低压供电系统停止供电，单机上所有执行机构如驱动电机等无法动作，并把急停动作的状态传入单机PLC实现人机界面的报警功能，从而保障单机的安全。当需要恢复急停时，操作人员首先恢复动断自锁按钮到闭合状态，同时按下动合自复位按钮，主电磁线圈重新得电，主触点重新闭合，以实现急停恢复送低压电的功能，单机上所有执行机构得电工作。

本发明还公开了一种取料机系统，包括取料机本体以及与所述取料机本体连接的取料机急停系统，所述取料机急停系统为如前所述的堆场单机远距离急停系统。

值得一提的是，在本实用新型的实施方式中所提到的“第一”“第二”等词语，仅用于区分不同部件，并不限定顺序或连接关系。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种堆场单机远距离急停系统，其特征在于，包括：

开关模块，用于产生电信号；

电光转换模块，用于将产生的所述电信号转换为光信号；

光纤通道，用于传递所述光信号；

光电转换模块，用于将传递来的所述光信号转换为电信号；

单机急停硬线电路模块，用于根据转换的所述电信号控制所述单机得电或断电。

2.根据权利要求1所述的堆场单机远距离急停系统，其特征在于，所述电信号包括急停信号和复位信号，所述开关模块包括：

动断自锁按钮，用于产生所述急停信号并发送至所述电光转换模块；

动合自复位按钮，用于产生所述复位信号并发送至所述电光转换模块。

3.根据权利要求2所述的堆场单机远距离急停系统，其特征在于，所述开关模块产生的电信号为干触点信号。

4.根据权利要求1所述的堆场单机远距离急停系统，其特征在于，所述光纤通道为单模光纤，用于实现所述光信号自所述电光转换模块向所述光电转换模块的单向传输。

5.根据权利要求1所述的堆场单机远距离急停系统，其特征在于，所述电光转换模块与所述光电转换模块均为光纤中继器。

6.根据权利要求1所述的堆场单机远距离急停系统，其特征在于，所述单机急停硬线电路模块包括：

主接触器，包括主触点和主电磁线圈，其中，主触点设置于所述单机的供电电路中，主电磁线圈用于控制所述主触点的开闭；

与所述光电转换模块连接的急停继电器，用于根据转换的所述电信号控制所述主接触器实现所述单机断电；

与所述光电转换模块连接的复位继电器，用于根据转换的所述电信号控制所述主接触器以恢复所述单机的供电。

7.根据权利要求6所述的堆场单机远距离急停系统，其特征在于，所述急停继电器为电磁继电器，所述急停继电器包括第一电磁线圈和第一触点，其中，所述第一电磁线圈与所述光电转换模块连接；

在所述单机得电状态下，所述第一触点、所述主触点、主电磁线圈与所述单机的供电电源构成闭合回路。

8.根据权利要求7所述的堆场单机远距离急停系统，其特征在于，所述复位继电器为电磁继电器，所述复位继电器包括第二电磁线圈和第二触点，其中，第二电磁线圈与所述光电转换模块连接；

在对所述单机复电的状态下，所述第二触点、所述第一触点、所述主电磁线圈与所述主接触器的供电电源构成闭合回路。

9.根据权利要求8所述的堆场单机远距离急停系统，其特征在于，所述主触点、所述第一触点、所述第二触点均为常开触点。

10.一种取料机系统，包括取料机本体以及与所述取料机本体连接的取料机急停系统，其特征在于，所述取料机急停系统为权利要求1至9中任一项所述的堆场单机远距离急停系统。