專利名稱：安全型多功能起重電磁鐵控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種起重電磁鐵控制裝置，特別是能夠指示出安全的起重量的電
磁鐵控制裝置。
二背景技術(shù)：
由于起重電磁鐵工作時會產(chǎn)生熱量，使溫度升高，線圈電阻增大、電流下降最終導(dǎo)致磁場降低，使起重能力下降。此時如果吸吊重量與起重能力相近的物料時，雖然可以吸起但是在使用過程中由于振動等原因被吸吊物料隨時有可能墜落發(fā)生事故。所以需要一種裝置能夠給使用者一個安全的起重量范圍，使被吸吊物料的重量不會超過電磁鐵起重能力。同時，在大多數(shù)電磁鐵的應(yīng)用場合，起重電磁鐵控制系統(tǒng)還應(yīng)具有起重鋼板時的單張釋放功能；系統(tǒng)在電源停電時能夠通過后備電源保磁的功能；系統(tǒng)在電源停電時通過后備電源逆變輸出三相380V交流電源的功能以及在額定磁場以下隨意調(diào)節(jié)磁場強度的功能。
三
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種能夠指示出安全起重量的安全型起重電磁鐵控制裝置。 本實用新型采用的技術(shù)方案是安全型多功能起重電磁鐵控制裝置包括主電路和控制電路，它的主電路由主控制器連接勵磁電路和其它外圍電路組成，在主控制器內(nèi)集成了可控硅的觸發(fā)、A/D數(shù)據(jù)采集、繼電器輸出、開關(guān)量輸入、定時、RS232串行通信和液晶顯示電路；在勵磁電路中串接一個電流傳感器，通過主控制器的A/D數(shù)據(jù)采集電路采集電流傳感器的輸出信號，將計算的數(shù)據(jù)通過液晶顯示器顯示。 本實用新型是一種能夠通過采集起重電磁鐵的勵磁電流，然后通過主控制器內(nèi)部CPU計算，將采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成安全的起重量后通過液晶顯示器顯示出來。同時該裝置還具有起重鋼板時單張釋放功能、系統(tǒng)在電源停電時能夠通過后備電源保磁功能、系統(tǒng)在電源停電時通過后備電源逆變輸出三相380V交流電源功能以及在額定磁場以下隨意調(diào)節(jié)磁場強度功能。本裝置采用無觸點設(shè)計；裝置工作時，采用恒壓充電的方式隨時為后備電源充電，保證后備電源有充足的電能儲備。是集多種控制功能于一身的電磁鐵控制裝置。
四
圖1為本實用新型的主電路原理圖；[0007] 圖2為本實用新型的逆變電路原理圖[0008] 圖3為本實用新型的控制電路原理圖。
五具體實施方式本實用新型的核心控制器為多功能電源控制器(已獲國家實用新型專利，專利號200820015434. 9，發(fā)明專利申請?zhí)?00810013107.4，以下稱主控制器)，連接勵磁電路并配以部分外圍電路組成，主控制器內(nèi)集成了可控硅的觸發(fā)、A/D數(shù)據(jù)采集、繼電器輸出、開 關(guān)量輸入、定時、RS232串行通信、液晶顯示等功能。首先在勵磁電路中串接一個CSK3-100A 電流傳感器，通過控制器的A/D數(shù)據(jù)采集功能采集傳感器的輸出信號，CSK3-100A電流傳 感器正負(fù)15V供電，額定電流0 IOOA，輸出0 5VDC，電流分辨率為5000mV+100A = 0. 02A/mV。由于控制器A/D為0 5V， 10位精度，分辨率為1023 + 5000mV = 4. 9mV，整個 A/D采集系統(tǒng)的分辨率為0. 02A/mVX4. 9mV = 0. 1A。以一臺額定電流100A的電磁鐵為例， 按額定電流100A時安全起重量為10000kg計算，可得出當(dāng)電流減小時對應(yīng)的安全起重量 10000KG+100A = 100KG/A。按A/D分辨率0. 1A計算:100KG/A + 0. 1A = 10KG/0. 1A，由此 可得出，A/D采集到的數(shù)據(jù)每減1對應(yīng)的安全起重量就應(yīng)當(dāng)減少IOKG，將此數(shù)據(jù)通過液晶顯 示器顯示出來，以提醒操作者此時電磁鐵的安全起重量為多少。 電磁鐵的單張釋放功能也由以上傳感器采集數(shù)據(jù)，當(dāng)電磁鐵吸起兩張鋼板時，使 用調(diào)磁功能，將磁場向下調(diào)節(jié)，當(dāng)調(diào)節(jié)到剛好最下邊的鋼板被釋放時停止調(diào)節(jié)，此時按控制 器上的鎖定按鈕，將此時A/D采集的數(shù)據(jù)存貯在內(nèi)部的EEPROM中，以便以后調(diào)用。主控制 器的DI1和COM接點連接單張釋放按鈕Kl，當(dāng)按鈕按下時，主控制器會自動讀取EEPROM中 上次存貯的數(shù)據(jù)同時停止控制器輸出觸發(fā)信號，此時電磁鐵的電流開始下降，A/D采集會連 續(xù)采集電流數(shù)據(jù)，主控制器會用當(dāng)前的數(shù)據(jù)與上次存貯的數(shù)據(jù)比較，當(dāng)電流下降到存貯在 內(nèi)存中的數(shù)據(jù)值時，表示已釋放完畢，此時，重新開始輸出觸發(fā)信號給電磁鐵供電完成單張 釋放過程。 勵磁電路通過繼電器常開接點連接后備電源E1，保磁功能由后備電源E1完成，當(dāng) 電源停電時，如果電磁鐵工作在勵磁狀態(tài)，系統(tǒng)會通過后備直流電源"E1"取得DC 220V控 制電源，通過一臺直流接觸器將工作中的電磁鐵轉(zhuǎn)換到后備直流220V電源來給電磁鐵供 電。勵磁電路通過繼電器常開接點和D/A轉(zhuǎn)換裝置連接逆變器，此逆變器可輸入直流220V 電源，輸出交流三相380V電源。逆變電路通過繼電器常閉接點和后備電源接通，通過一個 按鈕SB1接到逆變器的RUN控制端子上。當(dāng)主電源失電時，由于主電源失電"KA3"線圈失 電，"KA3"常閉觸點回到常閉位置，后備電源通過"KA3"常閉觸點與逆變器接通，當(dāng)按下與 逆變器RUN端子相連的按鈕SB1時，逆變器將輸出三相交流380V電源供取用。 調(diào)磁功能由控制器本身完成，主控制器通過A/D讀取電位器的電壓數(shù)據(jù)，由于A/D 為10位0 5V，所以當(dāng)調(diào)節(jié)電位器時A/D數(shù)據(jù)會在0 1023之間變化，控制器通過內(nèi)部 的CPU計算后控制可控硅觸發(fā)信號前后移相來調(diào)節(jié)輸出電壓，同時磁場會隨著電壓變化而 改變，這樣就達(dá)到了調(diào)節(jié)磁場強度的目的。 吸料操作當(dāng)吸料時，將"吸料/放料"控制開關(guān)置于"吸料"位置此時，線號"區(qū)l" 與"27"接通，"KM1"，"KA5"線圈得電吸合，指示燈HL3點亮，KA5與IGBT驅(qū)動模塊相連的開 點閉合，IGBT驅(qū)動模塊得到啟動信號，同時IGBT驅(qū)動模塊輸出觸發(fā)信號，觸發(fā)IGBT導(dǎo)通，主 控制模塊控制可控硅導(dǎo)通，達(dá)到設(shè)定的電壓為電磁鐵充磁，直流電流表Al通過分流器RS1 顯示勵磁電流。 放料操作當(dāng)放料時，將"吸料/放料"控制開關(guān)置于"放料"位置，線號"UK1"與 "27"斷開，"區(qū)l"與"22"接通，"KM1"斷開，HL3指示燈滅，KA5斷開，當(dāng)KA5斷開后很短的 時間后IGBT驅(qū)動模塊控制IGBT阻斷，實現(xiàn)無觸點切換，同時主控制模塊上的"D01"， "D02" 閉合控制"KM2"， "KM3"吸合，對電磁鐵進(jìn)行反向充磁，使電磁鐵以最快速度釋放被吸物體，經(jīng)一定時間延時后，"D01"， "D02"，斷開完成退磁過程。 充電裝置配有充電模塊，系統(tǒng)在工作時會通過充電變壓器T2為充電模塊提供合 適的電壓，充電模塊會以恒壓充電的方式通過限流電阻R1隨時補充后備電池組E1的電能， 以備在電源斷電時使用，直流電壓表VI用來顯示后備電源電壓。 保磁當(dāng)電源斷電時，如果電磁鐵處在勵磁狀態(tài)下，由于"吸料/放料"控制開關(guān)處 于"吸料"位置，線號"UK3 "與"33 "接通，由于主電源失電，"KA5 " "KM3 "， "KA3 "線圈失電， 線號"33"與"34"與"35"接通，"KM4"線圈通過后備電源得電吸合，將勵磁電源切換到后 備電池組，保持磁力輸出。 裝置主電路中閉合，分?jǐn)嚯娐凡捎肐GBT無觸點控制開關(guān)。 電路中連接有外部調(diào)磁電位器，調(diào)磁由調(diào)磁電位器來完成，主控制器采集調(diào)磁電 位器上的電壓，經(jīng)內(nèi)部計算后輸出與電位器電壓對應(yīng)的勵磁電壓。 液晶顯示由液晶顯示器完成，液晶顯示器通過RS232通信協(xié)議與主控制器通信， 并顯示電磁鐵溫度、工作電流、工作計數(shù)、安全起重量等數(shù)據(jù)。 傳感器開關(guān)電源采用JSC20-A12D15G ;主控制器模塊及IGBT驅(qū)動模塊開關(guān)電源采 用JSC20-A12D0524G。 Tl為整流變壓器，F(xiàn)R1為熱過載繼電器，為電路提供過載保護(hù)，QF1 QF6為過載 及短路保護(hù)斷路器，工作時全部處于閉合狀態(tài)。
權(quán)利要求一種安全型多功能起重電磁鐵控制裝置，包括主電路和控制電路，其特征是它的主電路由主控制器連接勵磁電路和其它外圍電路組成，在主控制器內(nèi)集成了可控硅的觸發(fā)、A/D數(shù)據(jù)采集、繼電器輸出、開關(guān)量輸入、定時、RS232串行通信和液晶顯示電路；在勵磁電路中串接一個電流傳感器，通過主控制器的A/D數(shù)據(jù)采集電路采集電流傳感器的輸出信號，將計算的數(shù)據(jù)通過液晶顯示器顯示。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全型多功能起重電磁鐵控制裝置，其特征是主控制器的D11 、 COM接點連接單張釋放按鈕K1 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全型多功能起重電磁鐵控制裝置，其特征是勵磁電路通過繼電器常開接點連接后備電源El 。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全型多功能起重電磁鐵控制裝置，其特征是逆變電路通過繼電器常閉接點和后備電源接通，按鈕SB1接到逆變器的RUN控制端子。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全型多功能起重電磁鐵控制裝置，其特征是電路中連接有外部調(diào)磁電位器，主控制器采集調(diào)磁電位器上的電壓，經(jīng)內(nèi)部計算后輸出與電位器電壓 對應(yīng)的勵磁電壓。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全型多功能起重電磁鐵控制裝置，其特征是裝置主電路中閉合，分?jǐn)嚯娐凡捎肐GBT無觸點控制開關(guān)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全型多功能起重電磁鐵控制裝置，其特征是裝置主電路中配有充電模塊。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全型多功能起重電磁鐵控制裝置，其特征是所說的控制電路是由吸料、放料控制開關(guān)和繼電器KM1、 KM2、 KM3、 KM4和KM5組成，當(dāng)電源斷電時，KM4 線圈通過后備電源得電吸合，將勵磁電源切換到后備電池組。
專利摘要本實用新型公開了一種安全型多功能起重電磁鐵控制裝置，包括主電路和控制電路。它的主電路由主控制器連接勵磁電路和其它外圍電路組成，在主控制器內(nèi)集成了可控硅的觸發(fā)、A/D數(shù)據(jù)采集、繼電器輸出、開關(guān)量輸入、定時、RS232串行通信和液晶顯示電路；在勵磁電路中串接一個電流傳感器，通過主控制器的A/D數(shù)據(jù)采集電路采集電流傳感器的輸出信號，并將計算的數(shù)據(jù)通過液晶顯示器顯示，以提醒操作者此時電磁鐵的安全起重量為多少。本實用新型還具有起重鋼板時單張釋放功能；停電時通過后備電源保磁的功能；停電時通過后備電源逆變輸出三相380V交流電源的功能以及在額定磁場以下隨意調(diào)節(jié)磁場強度的功能。本裝置采用無觸點設(shè)計；裝置工作時隨時為后備電源充電，保證后備電源的電能儲備。
文檔編號B66C1/08GK201442790SQ20092001619
公開日2010年4月28日 申請日期2009年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月5日
發(fā)明者李強, 李紅玲, 陳寧 申請人:撫順市沃爾普機電設(shè)備有限公