本發(fā)明涉及一種智能對接插座，具體是一種料罐車與熱料罐智能電源、信號對接系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

化工廠的保溫料罐由于物料保溫運(yùn)輸?shù)男枰诒亓瞎薜慕恿峡诩靶读峡谠O(shè)計(jì)有電動液壓平板閥，在接料時(shí)要通過電機(jī)驅(qū)動液壓缸打開閥門，料接滿后要關(guān)閉閥門保溫，并且通過料罐車將其運(yùn)輸?shù)降跹b口，由行車將其吊運(yùn)到卸料口，然后又打開保溫料罐的下閥門開始卸料，這樣保溫料罐的電機(jī)及電動液壓平板閥到位或者打開信號不可能有一個固定電源或者固定信號傳輸裝置，就必須有一個即能夠自動接通、又能夠自動分離的智能對接插座。其二化工廠灰塵大，腐蝕性強(qiáng)，一般插座上去很快就會由于腐蝕性，導(dǎo)致信號觸點(diǎn)接觸不良。其三化工廠熱供料系統(tǒng)都是在室外工作，風(fēng)吹雨淋，因此要求對接插座不但要保證電源及信號導(dǎo)通，還要能夠滿足露天工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種料罐車與熱料罐智能電源、信號對接系統(tǒng)，既解決了自動閉合接通電機(jī)電源及信號傳輸問題，又能實(shí)現(xiàn)自動分離及信號檢測判斷，還解決了灰塵阻尼及腐蝕性問題。該系統(tǒng)還包括雙冗余手動插座及雙冗余平板閥到位檢測開關(guān)，為保溫料罐自動供料創(chuàng)造了良好條件；

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種料罐車與熱料罐智能電源、信號對接系統(tǒng)，包括主機(jī)部分、信號檢測部分、控制部分、手動插座部分、所述主機(jī)部分包括觸摸屏TCP7062P、PLC控制器PLCS7-200、操作按鈕XB2BA31C1-6、模式轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換開關(guān)XD2-PA14、報(bào)警器、信號隔離繼電器RXM2LB2P7+RXZE1M21-12、控制繼電器RXM2LB2P7+RXZE1M21-6、接觸器NLC1-D16M7C1-6；

觸摸屏TCP7062P、操作按鈕XB2BA31C1-6、模式轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換開關(guān)XD2-PA14、報(bào)警器分別連接PLC控制器PLCS7-200；

PLC控制器PLCS7-200分別連接信號隔離繼電器RXM2LB2P7+RXZE1M21-12、控制繼電器RXM2LB2P7+RXZE1M21-6、接觸器NLC1-D16M7C1-6。

所述信號檢測部分包括動觸頭導(dǎo)電刷B-10Z0-14、導(dǎo)電銅排、排插前進(jìn)/離開信號檢測開關(guān)LJ30A3-15、閥門到位檢測開關(guān)LJ30A3-15、行程開關(guān)LXK3-20S/B；

所述控制部分包括推桿電機(jī)TGA-30W、閥門電機(jī)、液壓缸、平板閥；

所述手動插座部分包括信號線纜、控制線纜、插頭、插座。主機(jī)部分通過信號隔離繼電器RXM2LB2P7+RXZE1M21-12、控制繼電器RXM2LB2P7+RXZE1M21-6與信號檢測部分相連；

主機(jī)部分通過接觸器NLC1-D16M7C1-6與控制部分相連；手動插座部分通過信號線纜、控制線纜分別與信號檢測部分、控制部分相連；

所述動觸頭導(dǎo)電刷B-10Z0-14安裝在料罐車上，導(dǎo)電銅排、閥門電機(jī)、排插前進(jìn)/離開信號檢測開關(guān)LJ30A3-15、閥門到位檢測開關(guān)LJ30A3-15安裝在料罐上，手動插座部分與動觸頭導(dǎo)電刷B-10Z0-14、導(dǎo)電銅排0#-14#并聯(lián)。

在料罐上按照120°均布有3個定位座,對應(yīng)的料罐車上布置有3個定位銷；確保了料罐每次都降落在料罐車上的同一個位置,為實(shí)現(xiàn)電源、信號插座準(zhǔn)確對接創(chuàng)造了重要條件。

在料罐的導(dǎo)電銅排上呈∩型安裝有防雨罩,在對接插座上也安裝有∩型防雨罩。

所述插排前進(jìn)操作按鈕XB2BA31C1、插排縮回操作按鈕XB2BA31C2、上閥門關(guān)操作按鈕XB2BA31C3、上閥門開操作按鈕XB2BA31C4、下閥門關(guān)操作按鈕XB2BA31C5、下閥門開操作按鈕XB2BA31C6、模式轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換開關(guān)XD2-PA14與PLC控制器PLCS7-200相連；

所述PLC控制器PLCS7-200通過信號檢測隔離繼電器RXM2LB2P7+RXZE1M2與信號檢測部分的動觸頭導(dǎo)電刷B-10Z0-8相連。

所述導(dǎo)電銅排的1#-8#銅片分別與上閥門關(guān)檢測開關(guān)1-LJ30A3-15、上閥門關(guān)檢測開關(guān)2-LXK3-20S/B、上閥門開檢測開關(guān)1-LJ30A3-15、上閥門開檢測開關(guān)2-LXK3-20S/B、下閥門關(guān)檢測開關(guān)1-LJ30A3-15、下閥門關(guān)檢測開關(guān)2-LXK3-20S/B、下閥門開檢測開關(guān)1-LJ30A3-15、下閥門開檢測開關(guān)2-LXK3-20S/B分別相連；所述導(dǎo)電銅排的0#-14#銅片前后串聯(lián)。

所述PLC控制器PLCS7-200通過控制繼電器RXM2LB2P7+RXZE1M2與接觸器NLC1-D16M7C1-6與推桿電機(jī)TGA-30W、上閥門電機(jī)關(guān)觸頭導(dǎo)電刷B-10Z10、上閥門電機(jī)開觸頭導(dǎo)電刷B-10Z11、下閥門電機(jī)關(guān)觸頭導(dǎo)電刷B-10Z12、下閥門電機(jī)開觸頭導(dǎo)電刷B-10Z13分別相連。

所述導(dǎo)電銅排的10#-13#銅片分別上閥門電機(jī)、下閥門電機(jī)相連。

所述手動插座部分插頭部分的1-16插針的16根線纜分別與動觸頭導(dǎo)電刷B-10Z1-13相連；插座部分的1-16插孔的12根線纜分別與導(dǎo)電銅排的1#-13#銅片相連。

在平板閥的固定支架上布置有兩個開到位開關(guān)：1個接近開關(guān),1個行程限位器；和兩個關(guān)到位開關(guān)：1個接近開關(guān),1個行程限位器；信號感應(yīng)板與導(dǎo)向桿連接，當(dāng)平板閥移動時(shí), 導(dǎo)向桿會帶動信號感應(yīng)板一起移動,去驅(qū)動開到位開關(guān)或者關(guān)到位檢測開關(guān)。

該對接插座還包括固定支架、推桿電機(jī)，固定支架固定在料罐車車臺上，固定支架上安裝有推桿電機(jī)、動觸頭導(dǎo)電刷B-10Z0-14；導(dǎo)電銅排安裝在料罐上；

對接插座的動觸頭固定板、絕緣板、出線板、∧型軸承與推桿電機(jī)相連,推桿電機(jī)固定在固定支架上,固定支架上有∧型滑軌,推桿電機(jī)推動動觸頭導(dǎo)電刷B-10Z0-14可以在∧型滑軌來回運(yùn)動。

動觸頭導(dǎo)電刷B-10Z0-14采用了石墨觸頭,并且采用扭力彈簧結(jié)構(gòu),動觸頭與導(dǎo)電銅排的0#-14#銅片接觸時(shí)，在PLC程序延時(shí)控制下，通過扭力使動觸頭與導(dǎo)電銅排產(chǎn)生摩擦接觸。

本發(fā)明一種料罐車與熱料罐智能電源、信號對接系統(tǒng)，有益效果如下：

1.實(shí)現(xiàn)了料罐車與料罐電源及信號的自動/手動對接。

2.實(shí)現(xiàn)了動觸頭與導(dǎo)電銅排的自動除氧化,確保了信號對接的可靠對接。

3.實(shí)現(xiàn)了對接插座行走自動除塵,防止對接插座行走被灰塵或者物料卡住而阻擋插座行走。

4.自動檢測各個觸點(diǎn)閉合狀態(tài),實(shí)現(xiàn)了所有觸頭可靠接觸。

5.后備手動插座,當(dāng)自動對接插座故障時(shí),可以通過人工手動插座保證閥門電機(jī)的打開和關(guān)閉。

6.防塵防雨,可以確保插座露天使用。

7.料罐精確定位,可以確保每次料罐都落在同一個位置上,為對接插座的動觸頭與導(dǎo)電銅排精確對位提供了保證。

8.平板閥到位信號雙冗余檢測,確保信號檢測的可靠性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的硬件連接原理圖。

圖2為本發(fā)明系統(tǒng)的安裝示意圖。

圖3為本發(fā)明系統(tǒng)的動觸頭結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明系統(tǒng)的行走機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明系統(tǒng)的各個觸點(diǎn)閉合狀態(tài)自動檢測過程圖。

圖6為本發(fā)明系統(tǒng)的導(dǎo)電銅排的防雨設(shè)計(jì)示意圖。

圖7為本發(fā)明系統(tǒng)的對接插座的防雨設(shè)計(jì)示意圖。

圖8為本發(fā)明系統(tǒng)的雙冗余開關(guān)在平板閥上的安裝示意圖。

其中：

圖2中：1-料罐車車臺，2-熱料罐，3-推桿電機(jī)，4-固定支架，5-觸頭排固定板，6-導(dǎo)電銅排，7-動觸頭，8-絕緣板，9-出線板，10-滑軌，11-定位柱，12-到位開關(guān)感應(yīng)桿，13-油缸，14-閥門電機(jī)，15-吊耳。

圖3中：16-石墨觸頭，17-扭力彈簧，18-固定座。

圖4中：19-∧型軸承。

圖6中：20-定位座，21-定位銷，22-防雨罩，23-導(dǎo)電銅片。

圖7中：24-導(dǎo)向軸承，25-固定框架，26-防水罩。

圖8中：27-開到位接近開關(guān)，28-開到位行程開關(guān)，29-感應(yīng)板，30-關(guān)到位接近開關(guān)，31-關(guān)到位行程開關(guān)，32-導(dǎo)向桿，33-液壓缸，34-平板閥固定支架，35-平板閥。

具體實(shí)施方式

一種料罐車與熱料罐智能電源、信號對接系統(tǒng)，由五部分組成即：PLCS7-200主機(jī)部分、信號檢測部分、控制部分、手動插座部分、料罐定位及防雨裝置等輔助部分所組成；原理圖1所述。

平時(shí)對接插座的動觸頭部分安裝在料罐車上,導(dǎo)電銅排部分與閥門電機(jī)、檢測開關(guān)安裝在料罐上，與動觸頭和導(dǎo)電銅排并聯(lián)的有一個手動插座。熱料罐智能電源、信號對接插座在料罐車上的安裝示意圖如圖2所示。

正常工作時(shí),手動插頭、插座放在一旁分開不用，行車把料罐通過三個定位裝置(沿料罐360°范圍，120度1個)放到料罐車上,確保了每次導(dǎo)電銅排都落在料罐車上的同一個位置，然后工作人員通過PLC自動/手動啟動推桿電機(jī)，將動觸頭插排自動推到導(dǎo)電銅排總成上，當(dāng)所有觸點(diǎn)都與導(dǎo)電銅排閉合以后,推桿電機(jī)自動停止工作,這個時(shí)候工作人員就可以啟動閥門電機(jī)控制按鈕,通過PLCS7-200打開或者關(guān)閉閥門電機(jī)，料罐上閥門到位信號就可以通過對接插座到達(dá)PLCS7-200形成自動閉合控制回路。當(dāng)料罐接滿料子以后PLCS7-200又自動/手動啟動推桿電機(jī)將動觸頭插排縮回到原來位置，這個時(shí)候行車就可以將料罐吊走,到電石爐去執(zhí)行下一道工序。

防雨罩一部分呈∩型安裝在導(dǎo)電銅排總成上方,另外一部分安裝在動觸頭總成上,這樣就實(shí)現(xiàn)了插座的自動對接及自動分離，確保料罐閥門開閉自如及防塵防雨。

當(dāng)對接插座故障時(shí),工作人員可以停止對接插座工作,使用手動插座將動觸頭部分信號與導(dǎo)電銅排部分信號連接,為PLCS7-200控制提供條件。

PLCS7-200主機(jī)部分主要有TCP7062P觸摸屏、PLCS7-200、各種操作控制按鈕XB2BA31C1-6、模式轉(zhuǎn)換開關(guān)XD2-PA14、報(bào)警器，信號檢測隔離繼電器,RXM2LB2P7+RXZE1M21-12、控制繼電器RXM2LB2P7+RXZE1M21-6、接觸器NLC1-D16M7C1-6等組成。

信號檢測部分主要有：插排動觸頭導(dǎo)電刷（碳刷）B-10Z0-14總成、導(dǎo)電銅排銅片總成、插排前進(jìn)/離開信號檢測開關(guān)LJ30A3-15、閥門到位檢測開關(guān)LJ30A3-15、行程開關(guān)LXK3-20S/B等組成。

控制部分主要有：推桿電機(jī)TGA-30W,閥門電機(jī)、液壓缸、平板閥等組成。

手動插座TE016由信號線纜、控制線纜、插頭、插座等組成。

料罐定位及防雨裝置等輔助部分由料罐定位孔及料罐車定位銷組成，防雨裝置由導(dǎo)電銅排防雨罩及對接插座防雨罩組成;

工作過程：

工作時(shí)，當(dāng)行車將料罐通過定位孔放在料罐車上后，模式轉(zhuǎn)換開關(guān)XD2-PA14切換在手動狀態(tài)或者自動狀態(tài)，在手動狀態(tài)時(shí)，首先操作人員按動插排前進(jìn)控制按鈕XB2BA31C1，S7-200PLC在程序控制下輸出控制信號給控制繼電器RXM2LB2P7+RXZE1M2，控制繼電器RXM2LB2P7+RXZE1M2驅(qū)動推桿電機(jī)接觸器NLC1-D16M7C接通推桿電機(jī)TGA-30W電源，推桿電機(jī)TGA-30W前進(jìn)，直到動觸頭導(dǎo)電刷（碳刷）B-10Z0-14與導(dǎo)電銅排的0#-14#銅片全部閉合，動觸頭導(dǎo)電刷（碳刷）B-10Z0與導(dǎo)電銅排的0#銅片，動觸頭導(dǎo)電刷（碳刷）B-10Z0-14與導(dǎo)電銅排的0#-14#銅片接觸良好以后，推桿電機(jī)TGA-30W在PLCS7-200程序控制下，才自動停止前進(jìn)，然后操作人員按動閥門電機(jī)控制按鈕XB2BA31C3，打開上閥門，閥門到位后閥門到位檢測開關(guān)LJ30A3-15或者行程開關(guān)LXK3-20S/B閉合，PLC接到信號后切斷閥門電機(jī)電源，熱料罐開始接料。

當(dāng)料罐接滿以后，操作人員在按動插排縮回按鈕XB2BA31C2，S7-200PLC在程序控制下輸出控制信號給控制繼電器RXM2LB2P7+RXZE1M2，控制繼電器RXM2LB2P7+RXZE1M2驅(qū)動推桿電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器，NLC1-D16M7C推桿電機(jī)TGA-30W反轉(zhuǎn)，插排縮回，直到插排縮回檢測開關(guān)LJ30A3-15檢測到縮回到位信號以后，S7-200PLC在程序控制下輸出控制信號切斷推桿電機(jī)TGA-30W電源，推桿電機(jī)TGA-30W停止工作；此時(shí)操作人員再去啟動料罐車前進(jìn)，當(dāng)料罐車達(dá)到吊裝口時(shí)自動停止前進(jìn)；行車將料罐吊運(yùn)走進(jìn)入下一個工序；當(dāng)行車又將空罐通過定位孔放在料罐車上時(shí)又進(jìn)入下一個工作循環(huán),周而復(fù)始。

1)、料罐車與熱料罐電源、信號插座自動/手動對接的實(shí)現(xiàn)：

工作時(shí)，當(dāng)行車將料罐通過定位孔放在料罐車上后，模式轉(zhuǎn)換開關(guān)XD2-PA14切換在手動狀態(tài)或者自動狀態(tài)，在手動狀態(tài)時(shí)，首先操作人員按動插排前進(jìn)控制按鈕XB2BA31C1，S7-200PLC在程序控制下輸出控制信號給控制繼電器RXM2LB2P7+RXZE1M2，控制繼電器RXM2LB2P7+RXZE1M2驅(qū)動推桿電機(jī)接觸器NLC1-D16M7C接通推桿電機(jī)TGA-30W電源，推桿電機(jī)TGA-30W前進(jìn)，直到動觸頭導(dǎo)電刷（碳刷）B-10Z0-14與導(dǎo)電銅排的0#-14#銅片全部閉合，動觸頭導(dǎo)電刷（碳刷）B-10Z0與導(dǎo)電銅排的0#銅片，動觸頭導(dǎo)電刷（碳刷）B-10Z0-14與導(dǎo)電銅排的0#-14#銅片接觸良好以后，推桿電機(jī)TGA-30W在PLCS7-200程序控制下才自動停止前進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)了料罐車與熱料罐電源、信號插座自動/手動的對接;

2)、動觸頭與導(dǎo)電銅排的自動除氧化功能：

動觸頭結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。動觸頭主要是由石墨觸頭(導(dǎo)電刷)、扭力臂、扭力彈簧、固定座等組成,工作時(shí),在推桿電機(jī)的推動下,動觸頭石墨觸頭(導(dǎo)電刷)向?qū)щ娿~片推進(jìn),當(dāng)動觸頭石墨觸頭(導(dǎo)電刷)壓向?qū)щ娿~片時(shí),PLC會給推桿電機(jī)一個延時(shí),這時(shí)動觸頭石墨觸頭(導(dǎo)電刷)會繼續(xù)向前推進(jìn),動觸頭石墨觸頭(導(dǎo)電刷)在導(dǎo)電銅片上由于彈簧的扭力通過扭力臂的作用傳導(dǎo)到觸頭石墨觸頭(導(dǎo)電刷),會對導(dǎo)電銅片產(chǎn)生一個摩擦力,這個摩擦力會將導(dǎo)電銅片上的灰塵或者氧化層摩擦掉,周而復(fù)始,導(dǎo)電銅片上始終不會形成氧化,從而確保觸頭石墨觸頭(導(dǎo)電刷)與導(dǎo)電銅片接觸良好;

3)、對接插座行走自動除塵過程：

對接插座行走機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖4所示。對接插座行走軸承是∧型結(jié)構(gòu),導(dǎo)軌也是∧型結(jié)構(gòu),灰塵落下來以后會沿著∧型角鐵落到地上,不會對對接插座行走產(chǎn)生阻力,如果有大一些的顆粒落在角鐵上,也會由于∧型軸承將其壓到地面上,而形不成阻力;

4)、各個觸點(diǎn)閉合狀態(tài)自動檢測過程：

從圖5可知,到位檢測開關(guān)安裝在動觸頭及導(dǎo)電銅片的兩邊,最前與最后一個,工作時(shí),當(dāng)推桿電機(jī)將動觸頭推向?qū)щ娿~片時(shí),只有導(dǎo)電銅排的0#銅片和導(dǎo)電銅排的14#銅片都與動觸頭閉合了,就會向PLC送去一個閉合信號,PLC接到0與14閉合信號會再經(jīng)過延時(shí)才會停止推桿電機(jī)工作,這樣導(dǎo)電銅排的0#銅片和導(dǎo)電銅排的14#銅片都與動觸頭緊緊閉合了,中間的觸頭也就不會有接觸不良情況出現(xiàn);

5)、雙冗余后備手動插座：

由圖5還可以看到,在動觸頭與導(dǎo)電銅片的回路里接有手動插座,正常工作時(shí),手動插座分開放在旁邊不用,當(dāng)自動插座故障時(shí),操作人員可以將手動插座插上,就可以完成電源、信號接通,可以應(yīng)急使用,保證生產(chǎn)線不停產(chǎn);

6)、插座露天防雨功能的實(shí)現(xiàn)：

A.導(dǎo)電銅排的防雨設(shè)計(jì)如圖6所示：

B.對接插座的防雨設(shè)計(jì)如圖7所示。

7)、料罐精確定位功能的實(shí)現(xiàn)：

由圖6可知,在料罐上沒隔120°設(shè)計(jì)有一個定位座,在料罐車上對應(yīng)位置設(shè)計(jì)有定位銷,當(dāng)行車每一次將料罐放到料罐車上時(shí),定位座都會落進(jìn)定位銷,這樣就可以保證導(dǎo)電銅排始終在同一個位置,從而保證對接插座對接的準(zhǔn)確性;

8)、平板閥到位信號雙冗余檢測設(shè)計(jì)：

在平板閥的感應(yīng)板前后各安裝2個開關(guān),一個接近開關(guān),一個行程限位器,四個開關(guān)的信號通過對接插座的觸點(diǎn)分別送到PLCS7-200進(jìn)行采集;信號感應(yīng)板安裝在平板閥的導(dǎo)向桿上,導(dǎo)向桿與平板閥連接,工作時(shí)平板閥會隨著液壓缸推動做前后開閉運(yùn)動;正常工作時(shí),S7-200默認(rèn)接近開關(guān)信號,如果接近開關(guān)故障,則認(rèn)行程限位器開關(guān)信號,并且給出接近開關(guān)故障報(bào)警指示;

當(dāng)平板閥打開時(shí),信號感應(yīng)板會跟著導(dǎo)向桿向開到位開關(guān)方向運(yùn)動,當(dāng)開到位接近開關(guān)動作,就會向PLCS7-200發(fā)出平板閥已經(jīng)開到位信號,PLCS7-200在程序控制下就會立即切斷平板閥電機(jī)電源,平板閥停止動作;

當(dāng)平板閥關(guān)閉時(shí),信號感應(yīng)板會跟著導(dǎo)向桿向關(guān)到位開關(guān)方向運(yùn)動,當(dāng)關(guān)到位接近開關(guān)動作,就會向PLCS7-200發(fā)出平板閥已經(jīng)關(guān)到位信號,PLCS7-200在程序控制下就會立即切斷平板閥電機(jī)電源,平板閥停止動作;雙冗余開關(guān)在平板閥上的安裝示意圖如圖8所示。