升降机接触器失效保护系统及方法

摘要

本发明提供了一种升降机接触器失效保护系统及方法，所述方法包括：带接触器的升降机主电路驱动控制升降机；与接触器的输出端连接的缺相保护器监测接触器的电压，电压故障时向PLC发送电信号；与升降机主电路和缺相保护器连接的PLC根据从升降机主电路和缺相保护器接收的电信号判断接触器是否故障，并在监测到接触器故障时控制升降机主电路失电并开启电机刹车。本发明能够在升降机主电路的接触器失效时起到硬件保护作用，由PLC控制升降机主电路，摆脱了其他元器件的干扰，使监测可靠性大大提高，对于任何有接触器的电路都可起到良好的保护，适用范围大、成本低、使用环境要求低。

权利要求

1.一种升降机接触器失效保护系统，其特征在于，包括：

带电机慢速运转接触器的升降机主电路，用于驱动控制升降机；

与所述电机慢速运转接触器的输出端连接的缺相保护器，用于监测所述电机慢速运转接触器的电压，电压故障时由缺相保护器向PLC发送电信号；

与控制升降机的PLC，用于根据从所述升降机主电路和缺相保护器接收的电信号判断所述电机慢速运转接触器是否故障，并在监测到所述电机慢速运转接触器故障时控制所述升降机主电路失电并开启电机刹车；

所述升降机主电路包括：

三相电源；

隔离开关，输入端与所述三相电源连接；

电机正转接触器触点，其输入端与所述隔离开关的输出端连接；

电机反转接触器触点，其输入端与所述隔离开关的输出端连接，电机反转接触器的输出端与电机正转接触器的输出端相并联；

电机快速运转接触器触点，其输入端与电机正转接触器的输出端连接；

电机慢速运转接触器触点，其输入端与电机反转接触器连接，

其中，交流双速电机，其输入端与所述电机快速运转接触器触点的输出端连接，其输出端与所述电机慢速运转接触器触点的输出端连接；

电机制动接触器触点，其输入端与所述电机慢速运转接触器触点的输入端连接；

制动模块，其输入端与所述电机制动接触器触点的输出端连接。

2.如权利要求1所述的升降机接触器失效保护系统，其特征在于，所述PLC还用于在监测到所述电机慢速运转接触器故障时发出报警信号。

3.如权利要求1所述的升降机接触器失效保护系统，其特征在于，所述缺相保护器的输入端与所述电机慢速运转接触器的输出端连接，所述缺相保护器的输出端与所述PLC连接。

4.如权利要求3所述的升降机接触器失效保护系统，其特征在于，所述PLC，用于将从电机慢速运转接触器、电机制动接触器和电机正转接触器接收的电信号进行逻辑与操作得到第一逻辑结果，再将第一逻辑结果与从所述缺相保护器接收的电信号进行逻辑与操作得到第二逻辑结果，根据所述第二逻辑结果判断所述电机慢速运转接触器是否故障。

5.如权利要求4所述的升降机接触器失效保护系统，其特征在于，所述PLC，用于在监测到所述电机慢速运转接触器故障时控制所述电机制动接触器、电机正转接触器、电机反转接触器和电机慢速运转接触器失电。

6.一种升降机接触器失效保护方法，其特征在于，采用如权利要求1～5所述的升降机接触器失效保护系统，所述方法包括：带电机慢速运转接触器的升降机主电路驱动控制升降机；

与所述电机慢速运转接触器的输出端连接的缺相保护器监测所述电机慢速运转接触器的电压，电压故障时向PLC发送电信号；

与所述升降机主电路和缺相保护器连接的PLC根据从所述升降机主电路和缺相保护器接收的电信号判断所述电机慢速运转接触器是否故障，并在监测到所述电机慢速运转接触器故障时控制所述升降机主电路失电并开启电机刹车。

7.如权利要求6所述升降机接触器失效保护方法，其特征在于，在监测到所述电机慢速运转接触器故障时控制所述升降机主电路失电并开启电机刹车的步骤之后还包括所述PLC在所述电机慢速运转接触器故障时发出报警信号。

8.如权利要求6所述升降机接触器失效保护方法，其特征在于，当所述升降机主电路包括三相电源、隔离开关、电机正转接触器、电机反转接触器、电机快速运转接触器、电机慢速运转接触器、交流双速电机、电机制动接触器和制动模块时，PLC根据从所述升降机主电路和缺相保护器接收的电信号判断所述电机慢速运转接触器是否故障的步骤包括：所述PLC将从电机慢速运转接触器、电机制动接触器和电机正转接触器接收的电信号进行逻辑与操作得到第一逻辑结果；

所述PLC将第一逻辑结果与从所述缺相保护器接收的电信号进行逻辑与操作得到第二逻辑结果；

所述PLC根据所述第二逻辑结果判断所述电机慢速运转接触器是否故障。

9.如权利要求8所述升降机接触器失效保护方法，其特征在于，所述PLC在监测到所述电机慢速运转接触器故障时控制所述升降机主电路失电并开启电机刹车的步骤包括：所述PLC在监测到所述电机慢速运转接触器故障时控制所述电机制动接触器、电机正转接触器、电机反转接触器和电机慢速运转接触器失电并开启电机刹车。

说明书

升降机接触器失效保护系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种升降机接触器失效保护系统及方法。

背景技术

[0002] 目前，车间自动输送系统中的链式（高温）升降机通常时由接触器控制，而升降机本身的空载重量和配重是相当的，所以当升降机负载情况下，当升降机的主电路的控制接触器万一失效，带负载的升降机在重力情况下从高空掉落。针对这一问题，现有技术中通常通过对接触器的停产检修和保养来减少此类故障的发生，但不能在线进行相应的监控和保护。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种升降机接触器失效保护系统及方法，能够在升降机主电路的接触器失效时起到硬件保护作用。

[0004] 为解决上述问题，本发明提供一种升降机接触器失效保护系统，包括：

[0005] 带接触器的升降机主电路，用于驱动控制升降机；

[0006] 与所述接触器的输出端连接的缺相保护器，用于监测所述接触器的电压，电压故障时由缺相保护器向PLC发送电信号；

[0007] 与控制升降机的PLC，用于根据从所述升降机主电路和缺相保护器接收的电信号判断所述接触器是否故障，并在监测到所述接触器故障时控制所述升降机主电路失电并开启电机刹车。

[0008] 进一步的，在上述系统中，所述PLC还用于在监测到所述接触器故障时发出报警信号。

[0009] 进一步的，在上述系统中，所述升降机主电路包括：

[0010] 三相电源；

[0011] 隔离开关，输入端与所述三相电源连接；

[0012] 电机正转接触器触点，其输入端与所述隔离开关的输出端连接；

[0013] 电机反转接触器触点，其输入端与所述隔离开关的输出端连接，电机反转接触器的输出端与电机正转接触器的输出端相并连；

[0014] 电机快速运转接触器触点，其输入端与电机正转接触器的输出端连接；

[0015] 电机慢速运转接触器触点，其输入端与电机反转接触器连接，

[0016] 其中，所述电机慢速运转接触器为所述接触器；交流双速电机，其输入端与所述电机快速运转接触器触点的输出端连接，其输出端与所述电机慢速运转接触器触点的输出端连接；

[0017] 电机制动接触器触点，其输入端与所述电机慢速运转接触器触点的输入端连接；

[0018] 制动模块，其输入端与所述电机制动接触器触点的输出端连接。

[0019] 进一步的，在上述系统中，所述缺相保护器的输入端与所述电机慢速运转接触器的输出端连接，所述缺相保护器的输出端与所述PLC连接。

[0020] 进一步的，在上述系统中，所述PLC，用于将从电机慢速运转接触器、电机制动接触器和电机正转接触器接收的电信号进行逻辑与操作得到第一逻辑结果，再将第一逻辑结果与从所述缺相保护器接收的电信号进行逻辑与操作得到第二逻辑结果，根据所述第二逻辑结果判断所述接触器是否故障。

[0021] 进一步的，在上述系统中，所述PLC，用于在监测到所述接触器故障时控制所述电机制动接触器、电机正转接触器、电机反转接触器和电机慢速运转接触器失电。

[0022] 根据本发明的另一面，提供一种升降机接触器失效保护方法，采用上述升降机接触器失效保护系统，所述方法包括：

[0023] 带接触器的升降机主电路驱动控制升降机；

[0024] 与所述接触器的输出端连接的缺相保护器监测所述接触器的电压，电压故障时向PLC发送电信号；

[0025] 与所述升降机主电路和缺相保护器连接的PLC根据从所述升降机主电路和缺相保护器接收的电信号判断所述接触器是否故障，并在监测到所述接触器故障时控制所述升降机主电路失电并开启电机刹车。

[0026] 进一步的，在上述方法中，在监测到所述接触器故障时控制所述升降机主电路失电并开启电机刹车的步骤之后还包括所述PLC在所述接触器故障时发出报警信号。

[0027] 进一步的，在上述方法中，当所述升降机主电路包括三相电源、隔离开关、电机正转接触器、电机反转接触器、电机快速运转接触器、电机慢速运转接触器、交流双速电机、电机制动接触器和制动模块，PLC根据从所述升降机主电路和缺相保护器接收的电信号判断所述接触器是否故障的步骤包括：

[0028] 所述PLC将从电机慢速运转接触器、电机制动接触器和电机正转接触器接收的电信号进行逻辑与操作得到第一逻辑结果；

[0029] 所述PLC将第一逻辑结果与从所述缺相保护器接收的电信号进行逻辑与操作得到第二逻辑结果；

[0030] 所述PLC根据所述第二逻辑结果判断所述接触器是否故障。进一步的，在上述方法中，所述PLC在监测到所述接触器故障时控制所述升降机主电路失电并开启电机刹车的步骤包括：

[0031] 所述PLC在监测到所述接触器故障时控制所述电机制动接触器、电机正转接触器、电机反转接触器和电机慢速运转接触器失电并开启电机刹车。

[0032] 与现有技术相比，本发明通过带接触器的升降机主电路，用于驱动控制升降机，与所述接触器的输出端连接的缺相保护器，用于监测所述接触器的电压，电压故障时由缺相保护器向PLC发送电信号，PLC根据从所述升降机主电路和缺相保护器接收的电信号判断所述接触器是否故障，并在监测到所述接触器故障时控制所述升降机主电路失电并开启电机刹车，能够在升降机主电路的接触器失效时起到硬件保护作用，由PLC控制升降机主电路，摆脱了其他元器件的干扰，使监测可靠性大大提高，对于任何有接触器的电路都可起到良好的保护，适用范围大、成本低、使用环境要求低。

[0033] 另外，利用缺相保护器对升降机主电路的接触器进行实时监控，不仅能对接触器本身进行保护，而且可以实时监控主电压缺相、甚至瞬时断电。

[0034] 此外，本实施例的接触器失效保护方案可以运用在任何由接触器控制的电机系统中，并可根据保护对象（具体的接触器或整套系统）不同而做相应的硬件位置修改和软件停止、报警程序修改即可。

附图说明

[0035] 图1是本发明一实施例的升降机接触器失效保护系统的模块图；

[0036] 图2是本发明一实施例的升降机主电路图；

[0037] 图3是本发明一实施例的PLC得到信号F182.4原理图；

[0038] 图4是本发明一实施例的PLC发出故障报警的原理图

[0039] 图5是本发明一实施例升降机接触器失效保护方法的流程图。

具体实施方式

[0040] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0041] 实施例一

[0042] 如图1所示，本发明提供一种升降机接触器失效保护系统，包括：

[0043] 带接触器K01L的升降机主电路1，用于驱动控制升降机；

[0044] 与所述接触器K01L的输出端连接的缺相保护器A01，用于监测所述接触器K01L的电压，电压故障时由缺相保护器A01向PLC2发送相应的电信号；

[0045] 与控制升降机PLC2，用于根据从所述升降机主电路1和缺相保护器A01接收的电信号判断所述接触器K01L是否故障，并在监测到所述接触器K01L故障时控制所述升降机主电路1失电并开启电机刹车。具体的，PLC（可编程逻辑控制器）是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

[0046] 优选的，如图2所示，所述升降机主电路1包括：

[0047] 三相电源L1、L2、L3；

[0048] 隔离开关Q01F，输入端与所述三相电源连接；

[0049] 电机正转接触器触点K01V，其输入端与所述隔离开关Q01F的输出端连接；

[0050] 电机反转接触器触点K01R，其输入端与所述隔离开关Q01F的输出端连接，电机反转接触器K01R的输出端与电机正转接触器K01V的输出端相并连；

[0051] 电机快速运转接触器触点K01S，其输入端与电机正转接触器K01V的输出端连接；

[0052] 电机慢速运转接触器触点K01L，其输入端与电机反转接触器K01R连接，其中，所述电机慢速运转接触器K01L为所述接触器；

[0053] 交流双速电机M3，其输入端与所述电机快速运转接触器触点K01S的输出端连接，其输出端与所述电机慢速运转接触器触点K01L的输出端连接；

[0054] 电机制动接触器触点K01B，其输入端与所述电机慢速运转接触器触点K01L的输入端连接；

[0055] 制动模块BR，其输入端与所述电机制动接触器触点的输出端连接。具体的，电机正转接触器K01V用于控制升降机上升，电机反转接触器K01R用于控制升降机下降，电机制动接触器K01B和制动模块BR用于控制交流双速电机M3制动，电机快速运转接触器K01S用于控制交流双速电机M3快速运转，电机慢速运转接触器K01L用于控制交流双速电机M3慢速运转。交流双速电机M3驱动升降机将负载送到高处然后停止，包括三个过程：过程一，PLC控制电机正转接触器K01V、电机快速运转接触器K01S和电机制动接触器K01B得电，以驱动升降机快速向预设位置行进；过程二，在升降机快要到达所述预设位置时，PLC控制电机快速运转接触器K01S失电和电机慢速运转接触器K01L得电，以驱动升降机慢速向预设位置行进；过程三，在升降机快到达所述预设位置时，PLC控制电机正转接触器K01V、电机慢速运转接触器K01L和电机制动接触器K01B都失电，以使升降机停止。所以在升降机工作时由于升降机先以快速上升（K01V、K01S和K01B吸合）在遇到慢速限位时，PLC发出慢速信号使K01S断开，如果K01L因质量原因或使用年限长损坏导致其触点不能有效吸合，双速电机无法切换到慢速转速，使升降机失去动力没有任何扭矩输出，但K01B依然吸合，且制动模块BR的电源输入端是在K01V主触点的输出端、K01L主触点的输入端，导致制动模块BR的电机制动线圈依然带电而没有使交流双速电机M3制动，再由于升降机本身加上车身重量大大超过配重块重量，会导致升降机掉落，因此，针对这台升降机保护对象电机慢速运转接触器K01L安装了监测电机慢速运转接触器K01L的缺相保护器A01。

[0056] 优选的，所述缺相保护器A01的输入端与所述电机慢速运转接触器K01L的输出端连接，所述缺相保护器A01的输出端与所述PLC2连接。具体的，缺相保护器A01的型号可以是西门子3UG35Q01F—1BP50。当电机慢速运转接触器K01L由于故障导致不吸合会，电路中的“0”V电压会触发A01（缺相保护器）的常闭触点11、12向PLC发出电信号。

[0057] 优选的，所述PLC2，用于将从电机慢速运转接触器K01L、电机制动接触器K01B和电机正转接触器K01V接收的电信号进行逻辑与操作得到第一逻辑结果，再将第一逻辑结果与从所述缺相保护器A01接收的电信号进行逻辑与操作得到第二逻辑结果，根据所述第二逻辑结果判断所述接触器K01L是否故障。具体的，如图3所示，电机慢速运转接触器K01L的输出Q62.4、电机制动接触器K01B的输出Q62.0和电机正转接触器K01V的输出Q62.2输入第一逻辑与模块，逻辑与模块输出的第一逻辑结果通过一PLC内部时间继电器T110输入至第二逻辑与模块，缺相保护器A01常闭信号I65.4也输入至第二逻辑与模块，第二逻辑与模块输出PLC内部中间信号F182.4即第二逻辑结果，其中，KT005.1为西门子PLC内部计时参数。图3中的PLC程序设计是将采集到A01信号进行逻辑处理，当得到升降机负载上升时图3的程序就会触发，通过PLC内部时间继电器的时间延迟后如果A01常闭信号消失则F182.4出“1”信号，从而可对K01L实施有效的监控，达到接触器失效保护的目的。其中，KT005.1为西门子PLC内部计时参数，005是常数，0.1是0.1秒，所以KT005.1代表了0.5秒。

[0058] 优选的，所述PLC还用于在监测到所述接触器故障时发出报警信号。具体的，所述PLC在监测到所述接触器故障时可通过一触发器程序发出报警信号。如图4所示的SR触发器程序，I9.5为复位按钮，Q63.1为故障报警信号，从而可将PLC故障内部信号转化成保持型外部信号，配合相应的报警器件（如报警灯、喇叭等等）让工作人员在感官上第一时间得知。

[0059] 优选的，所述PLC2，用于在监测到所述接触器K01L故障时控制所述电机制动接触器K01B、电机正转接触器K01V、电机反转接触器K01R和电机慢速运转接触器K01L失电。具体的，在监测到所述接触器K01L故障时，就会立即停止升降机的运行并切断升降机制动线圈的供电，使升降机立即制动，从而根据F182.4的信号就可以在电机慢速运转接触器K01L失效时第一时间将升降机的制动启动从而保护了升降机和电机本身。

[0060] 本实施例能够在升降机主电路的接触器失效时起到硬件保护作用，由PLC控制升降机主电路，摆脱了其他元器件的干扰，使监测可靠性大大提高，对于任何有接触器的电路都可起到良好的保护，适用范围大、成本低、使用环境要求低。另外，利用缺相保护器对升降机主电路的接触器进行实时监控，不仅能对接触器本身进行保护，而且可以实时监控主电压缺相、倒相甚至瞬时断电。此外，本实施例的接触器失效保护方案可以运用在任何由接触器控制的电机系统中，并可根据保护对象（具体的接触器或整套系统）不同而做相应的硬件位置修改和软件停止、报警程序修改即可。

[0061] 实施例二

[0062] 如图5所示，本发明还提供另一种升降机接触器失效保护方法，采用实施例一的升降机接触器失效保护系统，所述方法包括：

[0063] 步骤S1，带接触器的升降机主电路驱动控制升降机；

[0064] 步骤S2，与所述接触器的输出端连接的缺相保护器监测所述接触器的电压，电压故障时向PLC发送相应的电信号；

[0065] 步骤S3，与所述升降机主电路和缺相保护器连接的PLC根据从所述升降机主电路和缺相保护器接收的电信号判断所述接触器是否故障，并在监测到所述接触器故障时控制所述升降机主电路失电并开启电机刹车。

[0066] 优选的，步骤S3的在监测到所述接触器故障时控制所述升降机主电路失电并开启电机刹车的步骤之后还包括所述PLC在所述接触器故障时发出报警信号。

[0067] 优选的，当所述升降机主电路包括三相电源、隔离开关、电机正转接触器、电机反转接触器、电机快速运转接触器、电机慢速运转接触器、交流双速电机、电机制动接触器和制动模块时，步骤S3的PLC根据从所述升降机主电路和缺相保护器接收的电信号判断所述接触器是否故障的步骤包括：

[0068] 所述PLC将从电机慢速运转接触器、电机制动接触器和电机正转接触器接收的电信号进行逻辑与操作得到第一逻辑结果；

[0069] 所述PLC将第一逻辑结果与从所述缺相保护器接收的电信号进行逻辑与操作得到第二逻辑结果；

[0070] 所述PLC根据所述第二逻辑结果判断所述接触器是否故障。

[0071] 优选的，步骤S3的PLC在监测到所述接触器故障时控制所述升降机主电路失电并开启电机刹车的步骤包括：

[0072] 所述PLC在监测到所述接触器故障时控制所述电机制动接触器、电机正转接触器、电机反转接触器和电机慢速运转接触器失电。

[0073] 实施例二的其它详细内容具体可参见实施例一的相应部分，在此不再赘述。

[0074] 与现有技术相比，本发明通过带接触器的升降机主电路，用于驱动控制升降机；与所述接触器的输出端连接的缺相保护器，用于监测所述接触器的电压，电压故障时由缺相保护器向PLC发送电信号；与控制升降机的PLC，用于根据从所述升降机主电路和缺相保护器接收的电信号判断所述接触器是否故障，并在监测到所述接触器故障时控制所述升降机主电路失电并开启电机刹车，能够在升降机主电路的接触器失效时起到硬件保护作用，由PLC控制升降机主电路，摆脱了其他元器件的干扰，使监测可靠性大大提高，对于任何有接触器的电路都可起到良好的保护，适用范围大、成本低、使用环境要求低。

[0075] 另外，利用缺相保护器对升降机主电路的接触器进行实时监控，不仅能对接触器本身进行保护，而且可以实时监控主电压缺相、倒相甚至瞬时断电。

[0076] 此外，本实施例的接触器失效保护方案可以运用在任何由接触器控制的电机系统中，并可根据保护对象（具体的接触器或整套系统）不同而做相应的硬件位置修改和软件停止、报警程序修改即可。

[0077] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

[0078] 专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

[0079] 显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。