一种电机监测装置及监测控制方法属于检测装置技术领域，尤其涉及一种电机监测装置及监测控制方法。本发明提供一种监测准确、并可检测电机正反转的电机监测装置及监测控制方法。本发明电机监测装置包括旋转检测盘、光电开关定位板、第一光电开关和第二光电开关，其结构要点旋转检测盘中心固定在电机延长传动轴端部，光电开关定位板设置在旋转检测盘前方中间；所述旋转检测盘周边均布多个相同的Z形透光口，Z形透光口为检测区域，相邻Z形透光口之间为Z形非检测部分，一个Z形非检测部分的上部与下部长度方向的重叠部分大于一个光电开关宽度；所述第一光电开关、第二光电开关竖向设置在光电开关定位板上。
1.一种电机监测装置，包括旋转检测盘、光电开关定位板、第一光电开关和第二光电开关，其特征在于旋转检测盘中心固定在电机延长传动轴端部，光电开关定位板设置在旋转检测盘前方中间；所述旋转检测盘周边均布多个相同的Z形透光口，Z形透光口为检测区域，相邻Z形透光口之间为Z形非检测部分，一个Z形非检测部分的上部与下部长度方向的重叠部分大于一个光电开关宽度；所述第一光电开关、第二光电开关竖向设置在光电开关定位板上，第一光电开关位置相应于Z形透光口上部区域设置，第二光电开关位置相应于Z形透光口下部区域设置。
2.根据权利要求1所述一种电机监测装置，其特征在于所述旋转检测盘中心通孔套在电机延长传动轴端部螺杆上，外侧通过旋转盘定位螺丝紧固；所述电机延长传动轴端部穿过光电开关定位板上部横向中心孔，中心孔前端和后端的电机延长传动轴端部螺杆上均旋有固定螺丝。
3.根据权利要求2所述一种电机监测装置，其特征在于所述光电开关定位板下端两侧均设置有角钢，通过角钢与下端支撑面固定；所述横向中心孔内侧涂抹有润滑机油。
4.根据权利要求1所述一种电机监测装置，其特征在于还包括处理控制器、驱动电路和开关量输出部分，第一光电开关检测信号输出端口、第二光电开关检测信号输出端口分别与处理控制器检测信号输入端口相连，处理控制器驱动信号输出端口与驱动电路输入端口相连，驱动电路输出端口与开关量输出部分相连。
5.根据权利要求4所述一种电机监测装置，其特征在于所述处理控制器采用单片机或PLC，单片机的信号输入端口依次通过数据锁存器、计数器分别与所述第一光电开关检测信号输出端口、第二光电开关检测信号输出端口相连，测量脉冲发生器的输出端口分别与计数器脉冲信号输入端口、数据锁存器脉冲信号输入端口相连，单片机信号交互端口与按键及LCD显示部分相连。
6.根据权利要求4所述一种电机监测装置，其特征在于所述驱动电路与开关量输出部分的组合为三组，三个驱动电路的输入端口均分别与处理控制器驱动信号输出端口相连；
三个开关量输出部分其中的一个为梁上警示灯的开关控制部分，另一个为出铝钩的动力电源的通断控制部分，第三个为制动抱闸开闭控制部分。
7.根据权利要求1所述一种电机监测装置，其特征在于所述旋转检测盘中心离地面的高度为400MM,旋转检测盘半径为385MM , 旋转检测盘的Z形透光口靠近旋转检测盘中心一端到检测盘边缘的距离为54MM,所述一个Z形非检测部分的上部或下部长度为18mm，检测区域非叠加区域长度为9mm，检测区域叠加区域长度为18mm，所述Z形透光口的个数为50个；所述第一光电开关和第二光电开关均采用NBN8-18GM50-E0型号光电开关。
8.一种权利要求1-7之任一电机监测装置的监测控制方法，其特征在于包括以下步骤：
第一光电开关和第二光电开关在不断相对位移中周期性的检测到信号并把信号发送给处理控制器，处理控制器根据得到的脉冲信号的总个数与事先测量完的每个信号周期设备运行的距离的数据相乘积得到目前设备在此方向上已经运行的距离长度，再用此数据与设备允许运行的总行程长度相比较，如果超出范围处理控制器将发出信号给执行机构停止设备继续运行；
当设备运行途中发生方向改变，处理控制器将把数据清零重新计算信号总和，重新计算新的方向上的运行距离；并且把计算出来的运行距离除以接收这些信号的时间总和，得出当时的运行速度；
处理控制器计算两个光电开关发送来的信号时间差，两个光电开关在每个检测周期中会有一小段时间是同时检测到信号，随着旋转盘朝某一方向转动，检测孔的交错性导致两个开关中的一个先离开检测区域而检测不到信号，而另一个仍然还在检测区域中未脱离，随着旋转的继续第二个开关也会离开检测区域而失去信号，两个开关检测失去信号存在先后性；当处理控制器接收到两个信号时比较时间差计算出在这一个检测周期里电机是朝着正还是反方向运行的，判断运行方向。
9.根据权利要求8所述监测控制方法，其特征在于所述处理控制器将测量计算出的数值与操作时输入的速度、方向及行程长度值相比较做出检测结果；当检测出故障发生，处理控制器发送信号给控制机构的分断接触器KM1切断出铝钩的动力电源供给，并发出信号关闭制动抱闸KM2，同时发出一个信号给多功能机组的梁上警示灯长亮，提示检修人员及时检修。
一种电机监测装置及监测控制方法
技术领域
[0001] 本发明属于检测装置技术领域，尤其涉及一种电机监测装置及监测控制方法。
背景技术
[0002] 制铝行业的多功能起重机组在制铝生产全过程的各个重要环节都起着极为重要的作用,随着制铝工业朝着大容量预焙电解技术的方向发展,为保证预焙阳极大型电解铝现代化、高效率、稳定的安全生产，这就要求承担着关键作用的多功能机组实现运行的安全、稳定、高效。
[0003] 现有的制铝多功能机组都有提升卷扬机构，动作都比较频繁，安全保护十分必要，这就要求对提升机构运行的方向速度距离等进行实时的监测，一旦发现问题立刻进行保护控制。因此急需一种监测准确、运行稳定的电机监测装置及监测控制方法。
发明内容
[0004] 本发明就是针对上述问题，提供一种监测准确、并可检测电机正反转的电机监测装置及监测控制方法。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明电机监测装置包括旋转检测盘、光电开关定位板、第一光电开关和第二光电开关，其结构要点旋转检测盘中心固定在电机延长传动轴端部，光电开关定位板设置在旋转检测盘前方中间；所述旋转检测盘周边均布多个相同的Z形透光口，Z形透光口为检测区域，相邻Z形透光口之间为Z形非检测部分，一个Z形非检测部分的上部与下部长度方向的重叠部分大于一个光电开关宽度；所述第一光电开关、第二光电开关竖向设置在光电开关定位板上，第一光电开关位置相应于Z形透光口上部区域设置，第二光电开关位置相应于Z形透光口下部区域设置。
[0006] 作为一种优选方案，本发明所述旋转检测盘中心通孔套在电机延长传动轴端部螺杆上，外侧通过旋转盘定位螺丝紧固；所述电机延长传动轴端部穿过光电开关定位板上部横向中心孔，中心孔前端和后端的电机延长传动轴端部螺杆上均旋有固定螺丝（本装置是通过螺纹与电机旋转同轴同心安装，螺帽紧固，安装方式简单，精确，稳固，不会出现丢转或误差现象）。
[0007] 作为另一种优选方案，本发明所述光电开关定位板下端两侧均设置有角钢，通过角钢与下端支撑面固定；所述横向中心孔内侧涂抹有润滑机油。
[0008] 作为另一种优选方案，本发明还包括处理控制器、驱动电路和开关量输出部分，第一光电开关检测信号输出端口、第二光电开关检测信号输出端口分别与处理控制器检测信号输入端口相连，处理控制器驱动信号输出端口与驱动电路输入端口相连，驱动电路输出端口与开关量输出部分相连。
[0009] 作为另一种优选方案，本发明所述处理控制器采用单片机或PLC，单片机的信号输入端口依次通过数据锁存器、计数器分别与所述第一光电开关检测信号输出端口、第二光电开关检测信号输出端口相连，测量脉冲发生器的输出端口分别与计数器脉冲信号输入端口、数据锁存器脉冲信号输入端口相连，单片机信号交互端口与按键及LCD显示部分相连。
[0010] 其次，本发明所述驱动电路与开关量输出部分的组合为三组，三个驱动电路的输入端口均分别与处理控制器驱动信号输出端口相连；所述三个开关量输出部分其中的一个为梁上警示灯的开关控制部分，另一个为出铝钩的动力电源的通断控制部分，第三个为制动抱闸开闭控制部分。
[0011] 另外，本发明所述旋转检测盘中心离地面的高度为400MM,旋转检测盘半径为385MM , 旋转检测盘的Z形透光口靠近旋转检测盘中心一端到检测盘边缘的距离为54MM,所述一个Z形非检测部分的上部或下部长度为18mm，检测区域非叠加区域长度为9mm，检测区域叠加区域长度为18mm，所述Z形透光口的个数为50个；所述第一光电开关和第二光电开关均采用NBN8-18GM50-E0型号光电开关。
[0012] 一种电机监测控制方法，包括以下步骤。
[0013] 第一光电开关和第二光电开关在不断相对位移中周期性的检测到信号并把信号发送给处理控制器，处理控制器根据得到的脉冲信号的总个数与事先测量完的每个信号周期设备运行的距离的数据相乘积得到目前设备在此方向上已经运行的距离长度，再用此数据与设备允许运行的总行程长度相比较，如果超出范围处理控制器将发出信号给执行机构停止设备继续运行。
[0014] 当设备运行途中发生方向改变，处理控制器将把数据清零重新计算信号总和，重新计算新的方向上的运行距离；并且把计算出来的运行距离除以接收这些信号的时间总和，得出当时的运行速度。
[0015] 处理控制器计算两个光电开关发送来的信号时间差，两个光电开关在每个检测周期中会有一小段时间是同时检测到信号，随着旋转盘朝某一方向转动，检测孔的交错性导致两个开关中的一个先离开检测区域而检测不到信号，而另一个仍然还在检测区域中未脱离，随着旋转的继续第二个开关也会离开检测区域而失去信号，两个开关检测失去信号存在先后性；当处理控制器接收到两个信号时比较时间差计算出在这一个检测周期里电机是朝着正还是反方向运行的，判断运行方向。
[0016] 作为一种优选方案，本发明所述处理控制器将测量计算出的数值与操作时输入的速度、方向及行程长度值相比较做出检测结果；当检测出故障发生，处理控制器发送信号给控制机构的分断接触器KM1切断出铝钩的动力电源供给，并发出信号关闭制动抱闸KM2，同时发出一个信号给多功能机组的梁上警示灯长亮，提示检修人员及时检修。
[0017] 本发明有益效果。
[0018] 本发明安装在卷筒端部电机延长传动轴上，直接测定卷筒的转速，接近运行机构，中间环节少。
[0019] 本发明组成部件均为常规部件，易于既时更换损坏部件，维护十分方便；成本低，成本一般低于千元，经济效益明显。
[0020] 本发明设置Z形透光口及各组成部分尺寸的限定，配合第一光电开关和第二光电开关和各部件的相对设置位置；监测准确、运行稳定，并可检测正反转。
[0021] 本发明装置采用220V AC供电,属于强电信号传输,不受变频或电网的谐波及波动的干扰,具有非常强的抗干扰能力,运行稳定。
[0022] 本发明装置是通过同轴螺纹连接，随整个轴旋转，不存在因轴有少量弯曲或安装不同心等原因造成的甩轴现象，结构设计合理，不易损坏。
[0023] 本发明装置的各个部件更换简便，易于维修，易于做备件储备，成本也不是太高，对维持设备的稳定性有很大好处。
附图说明
[0024] 下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。
[0025] 图1是本发明电机监测装置的结构示意图。
[0026] 图2是本发明电机监测装置使用状态图。
[0027] 图3是本发明处理控制器采用单片机的电路原理框图。
[0028] 图4是本发明处理控制器采用PLC的电路原理框图。
[0029] 图5是本发明受控部分电路原理图。
[0030] 图1中 A、光电开关定位板中心孔，B、光电开关把合孔，C、光电开关把合孔，D、定位角钢，E、定位角钢，F、旋转检测盘，G、Z形透光口，H、Z形非检测部分，K、光电开关定位板，L、220V电源正相，M、电机延长传动轴，N、220V电源负相，O、旋转检测盘中心孔，P、梁上警示灯，R、旋转盘定位螺丝，S、光电开关定位板的固定螺丝，T、光电开关定位板的固定螺丝，U、V、W三相380电源，KM1、升降机构动力电源控制接触器，KM2、升降机构抱闸制动器控制接触器。
具体实施方式
[0031] 如图所示，电解多功能机组的出铝钩升降部分的电机，电机顶部中心轴延长几十厘米，并套上螺纹，旋转检测盘中心有相应大小的中心孔，有内螺纹。将转盘按螺纹拧入，再将旋转盘定位螺丝帽R拧入以固定旋转检测盘。接着拧入一个固定螺丝帽S，将光电开关定位板沿中心孔A套入，中心孔A处无内螺纹，再拧入一个固定螺丝帽T，调整两个固定螺丝帽的位置，调整到光电开关能检测到旋转检测盘的信号为止，让定位板靠重力自然悬垂，将角钢D和角钢E沿光电开关定位板边缘夹好焊接于出铝小车地板上。中心孔A内侧涂抹上润滑机油，以利于滑动。
[0032] 当电机旋转时，旋转检测盘会随电机同步转动，转速相同，定位板没有内螺纹，不会旋转，这样就形成了定位板与旋转检测盘之间的相对位移，光电开关在不断相对位移中周期性的检测到信号并把信号发送给处理器，处理器根据得到的脉冲信号的总个数与事先测量完的每个信号周期设备运行的距离的数据相乘积得到目前设备在此方向上已经运行的距离长度，再用此数据与设备允许运行的总行程长度相比较，如果超出范围处理器将发出信号给执行机构停止设备继续运行，当设备运行途中发生方向改变，处理器将把数据清零重新计算信号总和，重新计算新的方向上的运行距离。并且把计算出来的运行距离除以接收这些信号的时间总和就可以计算出当时的运行速度。同时处理器还会计算两个光电开关发送来的信号时间差，因为两个光电开关的安装处于一条直线上，但在旋转检测盘上分别对应两个开关的打孔位置是交错的并且宽度相等，这就导致两个开关在每个检测周期中会有一小段时间是同时检测到信号，但随着旋转检测盘朝某一方向转动因为检测孔的交错性必然导致两个开关中的一个先离开检测区域而检测不到信号，而另一个仍然还在检测区域中未脱离，随着旋转的继续第二个开关也会离开检测区域而失去信号，但由于两个开关检测失去信号存在先后性，当处理器接收到两个信号时比较时间差就可以很容易的计算出在这一个检测周期里电机是朝着正还是反方向运行的，从而判断出运行方向，计算可以在每个周期判断一次方向。非检测信号区的宽度要大于检测区域非叠加区域长度与一个检测开关宽度的和以保证两个开关有同时失去信号的区域。处理器按上述计算出相关数值后与操作时输入的速度、方向及行程长度值相比较做出检测结果，一旦检测出故障发生，处理器将发送信号给控制机构的分断接触器KM1切断出铝钩的动力电源供给，并发出信号关闭制动抱闸KM2，同时发出一个信号给多功能机组的梁上警示灯P长亮以提示检修人员及时检修。
[0033] 监测盘中心离地面的高度为400MM,出铝钩升降滚桶的直径为650MM,监测盘半径385MM,根据计算可得周长为2250MM,监测盘上如图所示W,X,Y部分宽度为9MM,Z的宽度为
18MM,W、X、Y、Z四部分为一个完整的监测周期宽度,总和为45MM,用周长2250除以一个周期宽度45计算可得可以打出50个孔,也就是监测盘每转一圈可以进行50次监测。
[0034] 出铝钩滚桶直径为650MM，通过计算可得周长为2041MM，因为出铝钩的钢丝绳缠法得出滚桶每旋转1米，钩升降1/4米，这就得出滚桶旋转一圈钩就要升降508MM，也就得出钩每个监测周期钩会升降10.16MM，既钩每升降1.016厘米就会被监测一次，忽略掉非常小的尾数实际大约钩每升降1厘米就会监测一次，1厘米一检测的范围完全满足32吨载重量1米高的大钩头的升降动作的监测。
[0035] 倍加伏的 NBN8-18GM50-E0型号的监测开关，监测距离为12MM，尾部可调整距离的螺纹为50MM长，可以前后调整开关的位置到合适的位置，实现起来非常容易，开关的直径为18MM。
[0036] 可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
