CN215709575U - 一种可在线投切的主皮带机现场保护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电气控制技术领域,尤其涉及一种可在线投切的主皮带机现场保护系统，包括：与PLC控制系统电性连接的拉绳保护电路、重跑偏保护电路和轻跑偏保护电路，拉绳保护电路包括与断路器QF2依次串联拉绳开关ZL1、ZL2、ZL3、ZL4和断路器QF3，断路器QF2的上端和断路器QF3的下端并联断路器QF1，断路器QF3和断路器QF1的共同下端串联继电器K1后接控制电源零线，断路器QF1和断路器QF2的共同上端接控制电源火线。本实用新型解决因现场保护系统误动作而造成的停机故障，排查故障时存在需控制回路全部停电，影响主皮带机正常运行，降低了现场保护系统的稳定性，进而直接影响到高炉炼铁的生产效益。

Description

一种可在线投切的主皮带机现场保护系统

技术领域

本实用新型涉及电气控制技术领域，尤其涉及一种可在线投切的主皮带机现场保护系统。

背景技术

高炉上料主皮带机是高炉炼铁的重要设备之一，主皮带机担负直接向高炉输送矿石和原料的作用。如果主皮带机因意外故障停机，将会直接引起高炉断料、减产等损失。若长时间不能恢复正常，甚至会造成高炉休风、停产等重大生产变故。所以维护高炉主皮带机的稳定运行，对高炉炼铁生产具有非常重要的意义。

高炉主皮带机现场保护系统的特点是皮带传送距离远，现场保护系统设备多。现场保护系统主要包括：用于停止主皮带运行的事故拉绳开关保护、重跑偏保护电路和用于报警的轻跑偏保护电路。现场保护系统运行线路长，相应的保护系统的串联节点多，端子多，容易造成因回路接触电阻大，感应电压高，线路接触不良或线路损坏而造成的保护设备误动作；在一个运行顺畅的高炉主皮带机系统中，因现场保护系统误动作而造成的停机故障，占停机故障很大比重；排查故障时又存在需控制回路全部停电，影响主皮带机正常运行及故障点难发现等困难。这些现象降低了现场保护系统的稳定性，进而直接影响到高炉炼铁的生产效益。

实用新型内容

为克服现有技术中存在的问题，本实用新型公开一种可在线投切的主皮带机现场保护系统，技术方案如下：

一种可在线投切的主皮带机现场保护系统，包括：与PLC控制系统电性连接的拉绳保护电路、重跑偏保护电路和轻跑偏保护电路。拉绳保护电路包括与断路器QF2依次串联拉绳开关ZL1、ZL2、ZL3、ZL4和断路器QF3，断路器QF2的上端和断路器QF3的下端并联断路器QF1，断路器QF3和断路器QF1的共同下端串联继电器K1后接220V控制电源零线，断路器QF1和断路器QF2的共同上端接220V控制电源火线。

断路器QF2和QF3用于切断拉绳开关ZL1-ZL4与220V控制电源火线和零线连接，保障操作人员检修和更换拉绳开关时的安全，防止触电意外事故。

QF1用于跨接掉发生误动作或故障的拉绳开关设备线路，启动主皮带，维持其应急运行。

进一步的，重跑偏保护电路包括与断路器QF12依次串联重跑偏模块ZK1-1、重跑偏模块ZK2-1、重跑偏模块ZK3-1、重跑偏模块ZK4-1和断路器QF13，断路器QF12的上端和断路器QF13的下端并联断路器QF11，断路器QF13和断路器QF11的共同下端串联继电器K4后接220V控制电源零线，断路器QF11和断路器QF12的共同上端接220V控制电源火线。

断路器QF12和QF13用于切断重跑偏模块ZK1-1、ZK2-1、ZK3-1、ZK4-1与220V控制电源火线和零线连接，保障操作人员检修和排查故障时的安全，防止触电意外事故。

QF11用于跨接掉发生误动作或故障的重跑偏模块线路，启动主皮带，维持其应急运行。

进一步的，轻跑偏保护电路包括与断路器QF22依次串联轻跑偏模块ZK1-2、轻跑偏模块ZK2-2、轻跑偏模块ZK3-2、轻跑偏模块ZK4-2和断路器QF23，断路器QF22的上端和断路器QF23的下端并联断路器QF21，断路器QF23和断路器QF21的共同下端串联继电器K7后接220V控制电源零线，断路器QF21和断路器QF22的共同上端接220V控制电源火线。

断路器QF22和QF23用于切断轻跑偏模块ZK1-2、ZK2-2、ZK3-2、ZK4-2与220V控制电源火线和零线连接，保障操作人员检修和排查故障时的安全，防止触电意外事故。

QF21用于跨接掉发生误动作或故障的轻跑偏模块线路，消除报警，维持其应急运行。

重跑偏模块ZK1-1和轻跑偏模块ZK1-2均属于跑偏开关ZK1，物理上属于同一个跑偏开关装置，通过跑偏开关内部模块化，划分为重跑偏模块和轻跑偏模块，(ZK2-1、ZK3-1-ZK12-1)至(ZK2-2、ZK3-2-ZK12-2)分别属于跑偏开关ZK2、ZK3至ZK12。

重跑偏模块和轻跑偏模块的区别是跑偏的严重程度不同，当主皮带发生跑偏，触动跑偏开关的连接杆出现一定斜度倾斜，此时触发轻跑偏模块信号动作；当跑偏开关的连接杆出现进一步斜度倾斜时触发重跑偏模块信号动作。

当主皮带出现明显跑偏时，轻跑偏保护电路工作，如不及时处理有进一步形成重跑偏的可能。当主皮带出现严重跑偏时，重跑偏保护电路工作，需立即停机，以避免造成运行事故。当重跑偏保护电路工作时，轻跑偏保护电路也必定工作。

进一步的，拉绳保护电路有若干组，若干组拉绳保护电路依次并联；重跑偏保护电路有若干组，若干组重跑偏保护电路依次并联；轻跑偏保护电路有若干组，若干组轻跑偏保护电路依次并联。

本实用新型的有益效果是：

1、通过若干个拉绳开关、跑偏开关、继电器、断路器和PLC控制系统组成一套主皮带保护系统，有效提高现场保护系统的稳定性，提高高炉炼铁的生产效益。

2、通过对现场保护系统内断路器的合闸和分闸操作，在不影响主皮带机运行的情况下，投入或切除现场保护设备及线路，保障了主皮带机的稳定运行，也对处理现场设备故障，现场主皮带维修调试提供了便利。

附图说明

图1为本实用新型一种可在线投切的主皮带机现场保护系统电路图，1、拉绳保护电路，2、重跑偏保护电路，3、轻跑偏保护电路。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

一种可在线投切的主皮带机现场保护系统，参照图1。本实用新型包括安装于主皮带不同区域的拉绳开关和跑偏开关；用于跨接拉绳开关、重跑偏模块、轻跑偏模块串联电路以及用于切断现场拉绳开关、重跑偏模块和轻跑偏模块电源，将现场拉绳开关，重跑偏模块，轻跑偏模块与系统隔断的断路器；用于传输现场拉绳开关和重跑偏模块，轻跑偏模块动作信号的继电器，以及连接线缆；拉绳保护电路1、重跑偏保护电路2和轻跑偏保护电路3中每个保护电路分为三组，一共九组，本系统拉绳开关型号：GYWS-3A-4，跑偏开关型号：YG-CGY-PP2，继电器型号：C3-A30R，断路器型号：C65N；

第一组包括拉绳开关ZL1-ZL4、跑偏开关ZK1-ZK4，分别安装在主皮带的上部区域；第二组包括拉绳开关ZL5-ZL8、跑偏开关ZK5-ZK8，分别安装在主皮带的中部区域；第三组包括拉绳开关ZL9-ZL12、跑偏开关ZK9-ZK12，分别安装在主皮带的下部区域；所有断路器和继电器集中安装在控制柜中，控制柜与现场拉绳开关、跑偏开关使用线缆连接。

电路工作原理：

以拉绳开关为例，投入使用时，断路器QF2、QF3、QF5、QF6、QF8和QF9合闸接通，断路器QF1、QF4、QF7分闸断开；

状态正常时，三组拉绳保护电路1中拉绳开关动作触点均在接通状态，继电器K1、K2、K3线圈得电动作，继电器K1、K2、K3的常开触点动作闭合；其中，K1继电器表示主皮带上部区域，K2继电器表示主皮带中部区域，K3继电器表示主皮带下部区域；此部分常开触点接入PLC的输入模块，当PLC收到此部分触点接通信号时，通过组态软件分别关联到电脑画面，显示主皮带上部区域、主皮带中部区域、主皮带下部区域，三组拉绳保护电路1全部正常信号；当现场出现故障或误动作，导致继电器K1、K2、K3中的任意一只或多只断电时，PLC收到此部分继电器触点断开信号时，通过组态软件分别关联到电脑画面，显示主皮带对应一个或多个区域，拉绳开关保护电路异常或故障。

下面以第一组拉绳保护电路1为例，做进一步说明；当主皮带上部区域拉绳开关和连接线路正常时，继电器K1得电动作；对应的继电器K1常开触点闭合，此触点接入PLC的输入模块，通过组态软件关联到电脑画面，显示第一组拉绳即主皮带上部区域保护正常。当PLC收到此触点断开信号时，通过组态软件关联到电脑画面，显示具体位置为主皮带上部区域的拉绳开关动作信号，主皮带PLC控制系统，将根据收到的事故拉绳开关动作信号，发出停机指令，停止主皮带的运行；

操作人员根据电脑画面提示信息，可判断出是第一组拉绳保护电路1触发保护动作，获悉发生拉绳保护电路1的所在区域，从而迅速发现故障点，并尽快处理发生的故障。维修人员经检查确认是真实故障时，可以在故障复位后，即恢复主皮带的正常运行。当拉绳保护电路1因线路或设备原因误动作时，可通过合上用于跨接拉绳开关串联电路的断路器QF1，切除相关区域的保护装置，来维持主皮带的应急运行。同时分断将现场区域拉绳开关与系统隔断的断路器QF2、QF3，来断开现场故障设备电源，以在不妨碍主皮带运行，且无触电危险的情况下处理故障。等现场设备故障处理完成，再合上断路器QF2、QF3，断开跨接拉绳开关串联电路的断路器QF1。

以跑偏开关为例，投入使用时，断路器QF12、QF13、QF15、QF16、QF18、QF19、QF22、QF23、QF25、QF26、QF28、QF29合闸接通，断路器QF11、QF14、QF17、QF21、QF24、QF27分闸断开。

状态正常时，三组重跑偏保护电路2和三组轻跑偏保护电路3中跑偏开关模块动作触点均在接通状态，继电器K4-K9线圈得电动作。其中继电器K4-K9的常开触点动作闭合，向主皮带PLC控制系统送出重跑偏保护电路2和轻跑偏保护电路3正常信号。此常开触点接入PLC的输入模块，当PLC收到此触点接通信号时，通过组态软件关联到电脑画面，显示主皮带的上、中和下部区域跑偏开关正常信号。当现场出现故障或误动作，导致继电器K4-K9中的任意一只或多只断电时，PLC收到此部分继电器触点断开信号时，通过组态软件分别关联到电脑画面，显示主皮带对应一个或多个区域，重跑偏模块，轻跑偏模块电路异常或故障。

例如，当主皮带上部区域的ZK1-2轻跑偏模块发生故障时，对应的继电器K7常开触点断开，向PLC控制系统发出主皮带上部区域的轻跑偏保护动作信号。当PLC收到轻跑偏模块动作信号，通过组态软件关联到电脑画面，显示具体位置为主皮带上部区域的轻跑偏模块报警信息。PLC控制系统发出报警指令，

操作人员根据电脑画面提示信息，可判断出是位于主皮带上部区域的第一组轻跑偏模块保护电路发生故障，从而迅速发现故障点，并尽快处理发生的故障。维修人员经检查确认是真实故障时，可以在故障处理后，即消除报警信息。

当轻跑偏模块保护电路因线路或设备原因误动作时，可通过合上用于跨接串联轻跑偏模块保护电路的断路器QF21，切除相关区域的保护装置，来维持主皮带的运行；同时分断将现场区域轻跑偏模块与系统隔断的断路器QF22、QF23，来断开现场故障轻跑偏模块电源，以在不妨碍主皮带运行，且无触电危险的情况下处理故障；等现场设备故障处理完成，再合上断路器QF22、QF23，断开跨接轻跑偏模块串联电路的断路器QF21。

当主皮带上部区域的主皮带发生严重跑偏时，例如重跑偏模块ZK1-1的动作触点将断开，其所在分组的继电器K4线圈的电源回路。对应的继电器K4常开触点断开，向主皮带PLC控制系统发出保护动作信号。当PLC收到此触点断开信号时，通过组态软件关联到电脑画面，显示具体位置为主皮带上部区域的重跑偏模块保护动作信号，主皮带PLC控制系统，将根据收到的重跑偏模块动作信号，发出停机指令，停止主皮带的运行。

操作人员根据电脑画面提示信息，可判断出是位于主皮带上部区域的第一组重跑偏模块保护电路发生故障，从而迅速发现故障点，并尽快处理发生的故障。维修人员经检查确认是真实故障时，可以在故障处理后，即消除报警信息。当重跑偏模块串联电路因线路或设备原因误动作时，可通过合上用于跨接重跑偏模块串联电路的断路器QF11，切除相关区域的保护装置，来维持主皮带的应急运行；同时分断将现场区域重跑偏模块与系统隔断的断路器QF12、QF13，来断开现场故障重跑偏模块电源，以在不妨碍主皮带运行，且无触电危险的情况下处理故障，等现场设备故障处理完成，再合上断路器QF12、QF13，断开跨接重跑偏模块串联电路的断路器QF11。

继电器K1至K9的常开触点的公共端短接后，接入PLC控制系统的24V电源正极，继电器常开触点的另一端接入相对应的PLC输入模块。当拉绳开关或重跑偏模块发生故障时，PLC控制系统发出停机指令，提示发生故障的区域点位置，以便于维修人员快速处理故障点。当轻跑偏模块发生故障时，PLC控制系统只发出报警指令，同样提示发生故障的区域点位置，以便于维修人员快速处理故障点。

本实用新型通过对现场保护系统内断路器的合闸和分闸操作，在不影响主皮带机运行的情况下，投入或切除现场保护设备及线路，保障了主皮带机的稳定运行，也对处理现场设备故障，现场主皮带维修调试提供了便利。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种可在线投切的主皮带机现场保护系统，其特征在于：包括与PLC控制系统电性连接的拉绳保护电路(1)、重跑偏保护电路(2)和轻跑偏保护电路(3)，所述拉绳保护电路(1)包括与断路器QF2依次串联拉绳开关ZL1、ZL2、ZL3、ZL4和断路器QF3，所述断路器QF2的上端和所述断路器QF3的下端并联断路器QF1，所述断路器QF3和所述断路器QF1的共同下端串联继电器K1后接220V控制电源零线，所述断路器QF1和所述断路器QF2的共同上端接220V控制电源火线。

2.如权利要求1所述的可在线投切的主皮带机现场保护系统，其特征在于：所述重跑偏保护电路(2)包括与断路器QF12依次串联重跑偏模块ZK1-1、ZK2-1、ZK3-1、ZK4-1和断路器QF13，所述断路器QF12的上端和所述断路器QF13的下端并联断路器QF11，所述断路器QF13和所述断路器QF11的共同下端串联继电器K4后接220V控制电源零线，所述断路器QF11和所述断路器QF12的共同上端接220V控制电源火线。

3.如权利要求1所述的可在线投切的主皮带机现场保护系统，其特征在于：所述轻跑偏保护电路(3)包括与断路器QF22依次串联轻跑偏模块ZK1-2、ZK2-2、ZK3-2、ZK4-2和断路器QF23，所述断路器QF22的上端和所述断路器QF23的下端并联断路器QF21，所述断路器QF23和所述断路器QF21的共同下端串联继电器K7后接220V控制电源零线，所述断路器QF21和所述断路器QF22的共同上端接220V控制电源火线。

4.根据权利要求2或3所述的可在线投切的主皮带机现场保护系统，其特征在于：所述拉绳保护电路(1)有若干组，若干组所述拉绳保护电路(1)依次并联；所述重跑偏保护电路(2)有若干组，若干组所述重跑偏保护电路(2)依次并联；所述轻跑偏保护电路(3)有若干组，若干组所述轻跑偏保护电路(3)依次并联。

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