CN211785790U - 船用电磁除漆装置电源相位相序plc智能检测报警单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种船用电磁除漆装置电源相位相序PLC智能检测报警单元，包括第一相取样电路、第二相取样电路、第三相取样电路、第一触发器、逻辑电路、第二触发器、SR触发器、报警电路；所述第一相取样电路的输入端与电源第一相电压连接，所述第一相取样电路的输出端与第一触发器的输入端连接，所述第一触发器的输出端与逻辑电路连接，所述第三相取样电路的输出端与逻辑电路连接，所述逻辑电路的输出端与第二触发器的输入端连接，所述第二触发器的输出端与SR触发器的输入端连接，所述SR触发器的输出端连接报警电路。本实用新型采用的是事前保护装置，只有电源的相位相序正确才会向船用电磁除漆装置供电。

Description

船用电磁除漆装置电源相位相序PLC智能检测报警单元

技术领域

本实用新型涉及报警单元技术领域，特别涉及一种船用电磁除漆装置电源相位相序PLC智能检测报警单元。

背景技术

一次回路接线相序错误的后果是当相序不同的两个电源系统或接线组别不同的变压器和环并列时将会造成短路事故，严重损害两台主变压器，一台主变压器独立运行时产生的后果是用户三项旋转导致电器反向旋转，将导致损害加工设备、报废产品、功率型仪表失常、计量失效；还将造成负序电压继电器长期保持动作状态，继电保护装置产生误动影响设备正常运行及其他不良后果。

当前各类大功率船用电器设备基本采用都是较为粗放的保险丝或者断路器进行事后保护，即发现相位错误时对设备主体进行过载保护而非主动预防式保护，这样将大大提高设备电源部分及供电变压器的损害风险。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本实用新型的目的在于提出一种船用电磁除漆装置电源相位相序PLC智能检测报警单元，采用的是事前保护装置，只有电源的相位相序正确才会向船用电磁除漆装置供电，这样将大大降低设备电源部分及供电变压器的损害风险。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种船用电磁除漆装置电源相位相序PLC智能检测报警单元，包括第一相取样电路、第二相取样电路、第三相取样电路、第一触发器、逻辑电路、第二触发器、SR触发器、报警电路；所述第一相取样电路的输入端与电源第一相电压连接，所述第一相取样电路的输出端与第一触发器的输入端连接，所述第一触发器的输出端与逻辑电路连接，所述第二相取样电路的输入端与电源第二相电压连接，所述第二相取样电路的输出端与逻辑电路连接，所述第三相取样电路的输入端与电源第三相电压连接，所述第三相取样电路的输出端与逻辑电路连接，所述逻辑电路的输出端与第二触发器的输入端连接，所述第二触发器的输出端与SR触发器的输入端连接，所述SR触发器的输出端连接报警电路。

在上述任一方案中优选的是，所述第一相取样电路与第二相取样电路、第三相取样电路的电路结构相同。

在上述任一方案中优选的是，所述第一相取样电路包括变压器、削峰电路、放大器电路、反相电路，所述变压器的输入端接电源第一相电压，所述变压器的输出端接削峰电路的输入端，所述削峰电路的输出端接放大器电路的输入端，所述放大器电路的输出端接反相电路。

在上述任一方案中优选的是，所述削峰电路包括第一电阻、第二电阻、第一稳压管、第二稳压管、第一电容，所述放大器电路包括放大器，所述反相电路包括第一二极管、第四电阻、第五电阻、第一反相器，所述第一电阻的一端接变压器的输出端，所述第一电阻的另一端接放大器的反相输入端，所述放大器的反相输入端还与所述第一稳压管的一端、第二电阻的一端、第一电容的一端连接，所述第一稳压管的另一端与所述第二稳压管的一端连接，所述第二稳压管的另一端与所述第二电阻的另一端、第一电容的另一端连接且都接地，所述放大器的输出端接第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极接第一反相器的输入端，所述第一反相器的输入端还接第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端接地，所述第一反相器的输出端接第五电阻的一端。

在上述任一方案中优选的是，所述逻辑电路包括第二反相器、第三反相器、第一与非门、第二与非门，所述第一与非门的第一输入端接第二相取样电路的输出端，所述第三相取样电路的输出端接第二反相器的输入端，所述第二反相器的输出端接所述第一与非门的第二输入端，所述第一与非门的输出端接第三反相器的输入端，所述第三反相器的输出端接第二与非门的第二输入端，所述第二与非门的第一输入端接第一触发器的输出端。

在上述任一方案中优选的是，所述第二与非门的输出端接第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端接第七电阻的一端、第二电容的一端，所述第七电阻的另一端接第二触发器的输入端，所述第二电容的另一端接地。

在上述任一方案中优选的是，还包括测试排针、第一与门、第二与门，所述第一与门的第一输入端接第二触发器的输出端，所述第一与门的第二输入端与所述测试排针连接，所述第一与门的输出端接第二与门的第一输出端，所述第二与门的输出端接所述SR触发器的输入端。

在上述任一方案中优选的是，还包括第三与非门，所述第三与非门的第一输入端接所述SR触发器的输出端，所述第三与非门的第二输入端接第二触发器的输出端，所述第三与非门的输出端接报警电路的输入端。

在上述任一方案中优选的是，所述报警电路包括主控芯片、LED灯、第九电阻、第十电阻、第二二极管、继电器，所述主控芯片的输入端接第三与非门的输出端，所述主控芯片的输出端接第九电阻的一端、第二二极管的阳极、继电器的电磁线圈的一端，所述第九电阻的另一端接LED灯的一端，所述LED灯的另一端接第十电阻的一端且都接高电平，所述第十电阻的另一端接第二二极管的阴极、继电器的电磁线圈的另一端。

在上述任一方案中优选的是，所述主控芯片选用TD62004P 0521K型号。

本实用新型的船用电磁除漆装置电源相位相序PLC智能检测报警单元具有以下有益效果：

1、本实用新型利用第一相取样电路、第二相取样电路、第三相取样电路来对电源的三相进行取样，并通过逻辑电路对其相位角进行校对，当相序相位正确，则逻辑电路向第二触发器输出电压信号，第二触发器触发、SR触发器触发、报警电路中的LED灯亮，继电器的电磁线圈通电，继电器的触点开关闭合，电源向船用电磁除漆装置供电端供电，反之，则报警电路中的LED灯不亮，电源向船用电磁除漆装置供电端不供电。

2、本实用新型能够完全取代当前各类大功率船用电器设备基本采用都是较为粗放的保险丝或者断路器等事后保护装置，本实用新型采用的是事前保护装置，只有电源的相位相序正确才会向船用电磁除漆装置供电，这样将大大降低设备电源部分及供电变压器的损害风险。

3、本实用新型的报警电路采用LED灯、继电器的电磁线圈的组合设计，当主控芯片接收信号后，向LED灯、继电器的电磁线圈输出电压信号，则LED灯亮、继电器的电磁线圈通电，继电器的触点开关闭合，电源向船用电磁除漆装置供电端供电。

4、本实用新型只有当电源的相位相序正确，才向继电器的电磁线圈通电，能够避免负序电压继电器长期保持动作状态，避免继电保护装置产生误动影响设备正常运行及其他不良后果。

5、本实用新型还设有测试排针，并通过测试排针可以通过测试排针与外部的检测电路板连接，将检测到的电压信号，并将通过PLC即可编程控制器传送到显示器上面，进行进一步功能拓展。

6、本实用新型的电路设计安全可靠，误报率1‰，使电器设备真正实现100％的缺相和相序错误自我保护。

7、本实用新型结构简单，各元器件数量少，且相对比较便宜，体积小巧，成本低，易于嵌入设备本体。

8、本实用新型还可以进行功能拓展，与PLC控制系统连接，实现人机结合操作。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型的结构框图；

图2是本实用新型的电路原理图；

图中，1、第一相取样电路；2、第二相取样电路；3、第三相取样电路；4、第一触发器；5、逻辑电路；6、第二触发器；7、SR触发器；8、报警电路；

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型提供本实用新型提供一种船用电磁除漆装置电源相位相序PLC智能检测报警单元，如图1-2所示，包括第一相取样电路1、第二相取样电路2、第三相取样电路3、第一触发器4、逻辑电路5、第二触发器6、SR触发器7、报警电路8；第一相取样电路1的输入端与电源第一相电压连接，第一相取样电路1的输出端与第一触发器4的输入端连接，第一触发器4的输出端与逻辑电路5连接，第二相取样电路2的输入端与电源第二相电压连接，第二相取样电路2的输出端与逻辑电路5连接，第三相取样电路3的输入端与电源第三相电压连接，第三相取样电路3的输出端与逻辑电路5连接，逻辑电路5的输出端与第二触发器6的输入端连接，第二触发器6的输出端与SR触发器7的输入端连接，SR触发器7的输出端连接报警电路8。

工作原理：电源的三相电压分别与第一相取样电路1、第二相取样电路2、第三相取样电路3连接，电源的第一相经过第一相取样电路1进行取样，选取符合条件的电压信号输出给第一触发器4，由第一触发器4输出第一路电压信号；电源的第二相电压经过第二相取样电路2进行取样，选取符合条件的电压信号后输出为第二路电压信号；电源的第三相电压经过第三相取样电路3进行取样，选取符合条件的电压信号输出为第三路电压信号，第一路电压信号与第二路电压信号、第三路电压信号输出给逻辑电路5，逻辑电路5将第一路电压信号作为基准电压信号与第二路电压信号、第三路电压信号进行相位相序校对后，当相序相位正确，则逻辑电路5向第二触发器6输出电压信号，满足第二触发器6的触发条件后，由第二触发器6向SR触发器7输出电压信号，满足SR触发器7的触发条件后，向报警电路8输出控制信号，报警电路8控制中的LED灯亮，如果不满足第二触发器6的触发条件，则第二触发器6不向SR触发器7发出电压信号，SR触发器7也不触发，则报警电路8中的LED灯不亮。

当电源的三相电压缺相时，如第一路电压信号、第二路电压信号、第三路电压信号中任意一相或者两相、三相电压缺失时，则经逻辑电路5输出的电压信号不满足第二触发器6的触发条件，则报警电路8中的LED灯不亮。

当电源的三相电压相序不对时，则经逻辑电路5输出的电压信号也不满足第二触发器6的触发条件，则报警电路8中的LED灯不亮。

本实用新型的另一个实施例中，由于在三相电源进行连接时，无法判断三相电源具体为哪一相，为了方便连接三相电源的任一相电压，故第一相取样电路1与第二相取样电路2、第三相取样电路3的电路结构相同。

如图2所示，第一相取样电路1包括变压器T1、削峰电路、放大器电路、反相电路，变压器T1的输入端接电源第一相电压U，变压器T1的输出端接削峰电路的输入端，削峰电路的输出端接放大器电路的输入端，放大器电路的输出端接反相电路。

削峰电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一稳压管ZD3、第二稳压管ZD4、第一电容C1，放大器电路包括放大器IC36C，反相电路包括第一二极管D3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一反相器IC11E，第一电阻R1的一端接变压器T1的输出端，第一电阻R1的另一端接放大器IC36C的反相输入端，放大器IC36C的反相输入端还与第一稳压管ZD3的一端、第二电阻R2的一端、第一电容C1的一端连接，第一稳压管ZD3的另一端与第二稳压管ZD4的一端连接，第二稳压管ZD4的另一端与第二电阻R2的另一端、第一电容C1的另一端连接且都接地，放大器IC36C的输出端接第一二极管D3的阳极，第一二极管D3的阴极接第一反相器IC11E的输入端，第一反相器IC11E的输入端还接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端接地，第一反相器IC11E的输出端接第五电阻R5的一端。

其中，放大器IC36C的同相输入端接电阻R13的一端、电阻R277的一端，电阻R13的另一端接地，电阻R277的另一端接低电平，通过电阻R13、电阻R277来设定放大器IC36C的预设值。

逻辑电路5包括第二反相器IC11B、第三反相器IC33D、第一与非门IC35B、第二与非门IC35C，第一与非门IC35B的第一输入端接第二相取样电路2的输出端，第三相取样电路3的输出端接第二反相器IC11B的输入端，第二反相器IC11B的输出端接第一与非门IC35B的第二输入端，第一与非门IC35B的输出端接第三反相器IC33D的输入端，第三反相器IC33D的输出端接第二与非门IC35C的第二输入端，第二与非门IC35C的第一输入端接第一触发器的输出端。第二与非门IC35C的输出端接第六电阻的一端，第六电阻的另一端接第七电阻的一端、第二电容的一端，第七电阻的另一端接第二触发器6的输入端，第二电容的另一端接地。

本实用新型还包括测试排针、第一与门IC19D、第二与门IC19C，第一与门IC19D的第一输入端接第二触发器IC27A的输出端，第一与门IC19D的第二输入端与测试排针连接，第一与门IC19D的输出端接第二与门IC19C的第一输出端，第二与门IC19C的输出端接SR触发器IC38B的输入端。可以通过测试排针与外部的检测电路板连接，将检测到的电压信号，并将通过PLC即可编程控制器传送到显示器上面，设备一次回路通电前就会给出操作人员安全警告并强制无法开机，达到保护设备和人身安全的重要目的。

本实用新型还包括第三与非门IC35A，第三与非门IC35A的第一输入端接SR触发器IC38B的输出端，第三与非门IC35A的第二输入端接第二触发器IC27A的输出端，第三与非门IC35A的输出端接报警电路的输入端。

具体原理为：电源第一相电压U经第一相取样电路输出第一路电压信号，具体为电源第一相电压U变压器降压后输出给削峰电路，由削峰电路滤除电源第一相电压U的波峰波谷，并输出给放大器电路，与放大器电内部预设值进行比较，满足条件的电压信号输出给反相电路，由反相电路将电压信号转变成低电平的第一路电压信号，输出给第一触发器IC27B，由第一触发器IC27B将输入的电压信号的频率与第一触发器预设频率进行对比，然后由第一触发器IC27B向第二与非门IC35C发出信号；同理，电源第二相电压经第二相取样电路输出第二路电压信号，第二路电压信号输出给第一与非门IC35B，电源第三相电压经第三相取样电路输出第三路电压信号，第三路电压信号经第二反相器IC11B反相后输出给第一与非门IC35B，第一与非门IC35B输出的电压信号经过第三反相器IC33D反相后，输出给第二与非门IC35C，第二与非门IC35C向第二触发器IC27A输出电压信号，由第二触发器IC27A将该电压信号的频率与内部预设频率进行对比。

如果电源的三相相位不缺相且相序正确，则第二与非门IC35C向第二触发器IC27A输出电压信号频率满足第二触发器IC27A的内部预设频率，则第二触发器IC27A向SR触发器IC38B、第三与非门IC35A发出频率信号，该频率信号满足SR触发器IC38B的触发条件，则SR触发器IC38B向第三与非门IC35A发出信号，第三与非门IC35A将信号输出给报警电路，报警电路中的LED灯亮。

如果电源的三相相位缺相或者相序不正确，当第二与非门IC35C向第二触发器IC27A输出电压信号频率不满足第二触发器IC27A的内部预设频率，则第二触发器IC27A发出的频率信号不满足SR触发器IC38B的触发条件，则SR触发器IC38B不触发、报警电路中的LED灯不亮。

报警电路包括主控芯片IC51、LED灯LD5、第九电阻R18、第十电阻R78、第二二极管D95、继电器，主控芯片IC51的输入端接第三与非门IC35A的输出端，主控芯片IC51的输出端接第九电阻R18的一端、第二二极管D95的阳极、继电器的电磁线圈RR4A的一端，第九电阻R18的另一端接LED灯LD5的一端，LED灯LD5的另一端接第十电阻R78的一端且都接高电平，第十电阻R78的另一端接第二二极管D95的阴极、继电器的电磁线圈RR4A的另一端。主控芯片IC51选用TD62004P 0521K型号。

主控芯片IC51接收信号后，向LED灯LD5、继电器的电磁线圈RR4A输出电压信号，则LED灯LD5亮、继电器的电磁线圈RR4A通电。

此外，继电器的触点开关安装在电源与船用电磁除漆装置供电端之间，当继电器的电磁线圈RR4A通电，继电器的触点开关闭合，电源向船用电磁除漆装置供电端供电。

本实用新型利用第一相取样电路、第二相取样电路、第三相取样电路来对电源的三相进行取样，并通过逻辑电路对其相位角进行校对，当相序相位正确，则逻辑电路向第二触发器输出电压信号，第二触发器触发、SR触发器触发、报警电路中的LED灯亮，继电器的电磁线圈通电，继电器的触点开关闭合，电源向船用电磁除漆装置供电端供电，反之，则报警电路中的LED灯不亮，电源向船用电磁除漆装置供电端不供电。

由于整流单元是通过改变相位角的方式来工作的，所以如果相序不正确或者缺失都会导致整流单元出现问题。为了防止这种问题的本实用新型在电网输送的接触器的上端取样，通过逻辑电路来判断电网输送电源相位、相序是否正确，只有电源相位、相序正确，电源才向船用电磁除漆装置供电，反之则不供电，因此只有电源相位、相序正确的电源才会经过船用电磁除漆装置中的整流单元，保障整流单元能够正常工作。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (10)

1.一种船用电磁除漆装置电源相位相序PLC智能检测报警单元，其特征在于，包括第一相取样电路、第二相取样电路、第三相取样电路、第一触发器、逻辑电路、第二触发器、SR触发器、报警电路；所述第一相取样电路的输入端与电源第一相电压连接，所述第一相取样电路的输出端与第一触发器的输入端连接，所述第一触发器的输出端与逻辑电路连接，所述第二相取样电路的输入端与电源第二相电压连接，所述第二相取样电路的输出端与逻辑电路连接，所述第三相取样电路的输入端与电源第三相电压连接，所述第三相取样电路的输出端与逻辑电路连接，所述逻辑电路的输出端与第二触发器的输入端连接，所述第二触发器的输出端与SR触发器的输入端连接，所述SR触发器的输出端连接报警电路。

2.如权利要求1所述的船用电磁除漆装置电源相位相序PLC智能检测报警单元，其特征在于，所述第一相取样电路与第二相取样电路、第三相取样电路的电路结构相同。

3.如权利要求1或2所述的船用电磁除漆装置电源相位相序PLC智能检测报警单元，其特征在于，所述第一相取样电路包括变压器、削峰电路、放大器电路、反相电路，所述变压器的输入端接电源第一相电压，所述变压器的输出端接削峰电路的输入端，所述削峰电路的输出端接放大器电路的输入端，所述放大器电路的输出端接反相电路。

4.如权利要求3所述的船用电磁除漆装置电源相位相序PLC智能检测报警单元，其特征在于，所述削峰电路包括第一电阻、第二电阻、第一稳压管、第二稳压管、第一电容，所述放大器电路包括放大器，所述反相电路包括第一二极管、第四电阻、第五电阻、第一反相器，所述第一电阻的一端接变压器的输出端，所述第一电阻的另一端接放大器的反相输入端，所述放大器的反相输入端还与所述第一稳压管的一端、第二电阻的一端、第一电容的一端连接，所述第一稳压管的另一端与所述第二稳压管的一端连接，所述第二稳压管的另一端与所述第二电阻的另一端、第一电容的另一端连接且都接地，所述放大器的输出端接第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极接第一反相器的输入端，所述第一反相器的输入端还接第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端接地，所述第一反相器的输出端接第五电阻的一端。

5.如权利要求1所述的船用电磁除漆装置电源相位相序PLC智能检测报警单元，其特征在于，所述逻辑电路包括第二反相器、第三反相器、第一与非门、第二与非门，所述第一与非门的第一输入端接第二相取样电路的输出端，所述第三相取样电路的输出端接第二反相器的输入端，所述第二反相器的输出端接所述第一与非门的第二输入端，所述第一与非门的输出端接第三反相器的输入端，所述第三反相器的输出端接第二与非门的第二输入端，所述第二与非门的第一输入端接第一触发器的输出端。

6.如权利要求5所述的船用电磁除漆装置电源相位相序PLC智能检测报警单元，其特征在于，所述第二与非门的输出端接第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端接第七电阻的一端、第二电容的一端，所述第七电阻的另一端接第二触发器的输入端，所述第二电容的另一端接地。

7.如权利要求1所述的船用电磁除漆装置电源相位相序PLC智能检测报警单元，其特征在于，还包括测试排针、第一与门、第二与门，所述第一与门的第一输入端接第二触发器的输出端，所述第一与门的第二输入端与所述测试排针连接，所述第一与门的输出端接第二与门的第一输出端，所述第二与门的输出端接所述SR触发器的输入端。

8.如权利要求1所述的船用电磁除漆装置电源相位相序PLC智能检测报警单元，其特征在于，还包括第三与非门，所述第三与非门的第一输入端接所述SR触发器的输出端，所述第三与非门的第二输入端接第二触发器的输出端，所述第三与非门的输出端接报警电路的输入端。

9.如权利要求8所述的船用电磁除漆装置电源相位相序PLC智能检测报警单元，其特征在于，所述报警电路包括主控芯片、LED灯、第九电阻、第十电阻、第二二极管、继电器，所述主控芯片的输入端接第三与非门的输出端，所述主控芯片的输出端接第九电阻的一端、第二二极管的阳极、继电器的电磁线圈的一端，所述第九电阻的另一端接LED灯的一端，所述LED灯的另一端接第十电阻的一端且都接高电平，所述第十电阻的另一端接第二二极管的阴极、继电器的电磁线圈的另一端。

10.如权利要求9所述的船用电磁除漆装置电源相位相序PLC智能检测报警单元，其特征在于，所述主控芯片选用TD62004P 0521K型号。

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