專利名稱：槽控機(jī)緊急電源跳閘安全保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電源安全保護(hù)裝置，具體地說是涉及一種鋁電解行業(yè) 電解槽自動控制系統(tǒng)中槽控機(jī)緊急電源跳閘安全保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
我國大型預(yù)焙鋁電解槽生產(chǎn)系列上普遍使用槽控機(jī)對電解槽的各項(xiàng)動作進(jìn) 行自動控制，其中最主要的功能之一是電解槽的電阻控制，即通過陽極升降改 變電解槽電阻值。槽控機(jī)的功能首先是保證電解槽及整個電解系列的安全，其 次才是應(yīng)用軟件及控制算法的優(yōu)劣。因?yàn)樵诖笮皖A(yù)焙鋁電解槽系列生產(chǎn)中，系列電流一般都在160ka以上，如果槽控機(jī)對陽極升降的控制失控，將造成電解 槽陰極和陽極脫離，引起斷路，發(fā)生爆炸事故、連環(huán)爆炸事故，造成整個電解 生產(chǎn)系列停產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)損失將是十分慘重。所以，槽控機(jī)的安全保護(hù)，是電解槽 控制系統(tǒng)研究的首要問題。我國生產(chǎn)的第一代槽控機(jī)的硬件體系是基于STD總線技術(shù)的單板機(jī)，且采 用插板式機(jī)構(gòu)。各項(xiàng)控制功能采用小型計(jì)算機(jī)集中解析集中控制。這代槽控機(jī)， 是我國首次使用計(jì)算機(jī)控制大型預(yù)焙電解槽，安全保護(hù)意識淡薄，僅在槽控機(jī) 外側(cè)安裝了一個緊急斷電開關(guān)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)陽極升降失控時，人工切斷提升機(jī)電源， 不至于事故進(jìn)一步擴(kuò)大。當(dāng)現(xiàn)場操作人員巡視不及時，發(fā)現(xiàn)較晚時，同樣能造 成事故的發(fā)生。第二代槽控機(jī)基于單片機(jī)的分布式控制槽控機(jī)，在安全保護(hù)方面就加大了 改進(jìn)。除在槽控機(jī)外側(cè)安裝緊急斷電開關(guān)外，還增加了定時器保護(hù)、接觸器防 粘連、軟件保護(hù)等技術(shù)。
第三代槽控機(jī)是基于CAN總線的分布式控制槽控機(jī)，印刷電路板少，各項(xiàng) 性能和控制效果都得到了大幅提高。安全保護(hù)系統(tǒng)得到完善。除第二代的保護(hù) 功能外，增加緊急按鈕軟電源跳閘、故障自診斷、看門狗(watchdog)、 CPU自 復(fù)位等功能。這種緊急按鈕控制電源跳閘實(shí)際沒有直接把380V電源切斷,而是切斷了由 電容降壓、整流濾波、穩(wěn)壓以后的直流+12V電源，從而達(dá)到切斷各種控制的目的. 它切斷的是邏輯控制部分的+12V主電源,并沒有切斷動力部分的380V主電源。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種防止 程序走錯、亂、死后的誤操作即誤發(fā)陽極升降命令、接觸器的主觸點(diǎn)的粘連和 其它的緊急情況下的各種操作.可啟動緊急跳閘按鈕直接切斷380V電源和AC 220V電源，同時切斷陽極升降輸出，保護(hù)控制系統(tǒng)安全的槽控機(jī)緊急電源跳閘安 全保護(hù)裝置。本實(shí)用新型槽控機(jī)緊急電源跳閘安全保護(hù)裝置通過下述技術(shù)方案予以實(shí) 現(xiàn)本實(shí)用新型槽控機(jī)緊急電源跳閘安全保護(hù)裝置包括電源開關(guān)、CK2脫扣器、 控制電路電源電路、光偶采集電源信號電路、光偶放大電路、NE555硬件定時 器、提升電機(jī)、陽極降接觸器、陽極升接觸器和固態(tài)繼電器構(gòu)成，所述的控制 電路電源電路通過變壓器Tl和BY與動力電源連接，二級變壓器Tl輸出端與 橋式整流器l、 3腳連接，橋式整流器輸出端2、 4腳輸出12V直流電源；所述 的固態(tài)繼電器輸出端一端與變壓器BY輸出端連接，另一端與CK2脫扣器連接， 固態(tài)繼電器輸入端一端與12V電源連接，另一端通過發(fā)光二極管L5和電阻R19 與NE555硬件定時器的3腳連接；所述的Nl光偶電源信號采集電路1、 2腳分 別與動力電源任二相連接，5腳與12V電源連接，4腳通過CK5釆集板接線端子及JACK ON與計(jì)算機(jī)CPU采集板連接，同時與NPNP013三極管的基極 連接，三極管輸出端與NE555硬件定時器的7腳連接；所述的N2光偶電源信 號采集電路l、 2腳分別與動力電源任二相連接，5腳與12V電源連接，4腳通 過CK6采集板接線端子與計(jì)算機(jī)CPU信號采集板連接；所述的N3光偶電源信 號采集電路l、 2腳分別與動力電源任二相連接，5腳與12V電源連接，4腳通 過CK7采集板接線端子與計(jì)算機(jī)CPU信號采集板連接；所述的N4光偶放大電 路輸入端通過采集板接線端子CK22、 CK23、 CK34與陽極升接觸器、陽極降接 觸器輸出端連接，N4光偶放大電路輸出端5腳與12V電源連接并通過采集板接 線端子CK18與計(jì)算機(jī)CPU信號采集板連接，4腳與NPN29013三極管連接，三 極管輸出端通過采集板接線端子CK19與計(jì)算機(jī)CPU信號采集板連接。本實(shí)用新型槽控機(jī)緊急電源跳閘安全保護(hù)裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下有效 效果本實(shí)用新型保護(hù)裝置是計(jì)算機(jī)的應(yīng)用軟件系統(tǒng)控制程序和槽控機(jī)的硬件 共同配合實(shí)現(xiàn)其保護(hù)功能的。避免了電解槽槽控機(jī)因干擾信號而誤發(fā)升降命令 和控制程序走錯導(dǎo)致陽極升降失控。槽控機(jī)的安全性能得到大幅提升。本實(shí)用新型槽控機(jī)緊急電源跳閘安全保護(hù)裝置電路的特點(diǎn)是，如果陽極升 降動作時,它由JACK ON輸出控制信號控制NPN9013三極管導(dǎo)通工作.NE555的7 腳接收到高平信號開始計(jì)時，1、如果，陽極升降達(dá)到6秒左右時，硬件定時器 動作，切斷陽極升降的控制信號，停止陽極升降.2、陽極升降達(dá)到6秒以后硬件 定時器沒有切斷陽極升降時，CPU計(jì)算機(jī)軟件安全保護(hù)開始動作,切斷邏輯控制 信號，停止陽極升降.3、陽極升降達(dá)到8秒以后時，NE555動作由3腳輸出低電平 控制信號，使SSR固態(tài)繼電器導(dǎo)通工作，啟動脫扣器動作，同時由脫扣器切斷380V 電源開關(guān)AIRI，這樣直接從主電源開關(guān)切斷了 380V電源和AC220V電源，切斷陽 極升降的主電源輸出，保護(hù)了控制系統(tǒng)的安全。
該緊急電源跳閘安全保護(hù)裝置穩(wěn)定可靠，由計(jì)算機(jī)的軟件硬件配合實(shí)現(xiàn)其 功能，不會因控制程序走錯和外部干擾信號致使槽控機(jī)的陽極升降的長時間動 作，不會造成陽極升降失控引起的拔槽事故和壓槽事故的出現(xiàn)。槽控機(jī)的安全 保護(hù)性能得到了大幅的提高，避免了槽控機(jī)因干擾或其它非正常的升降動作的 事故，使電解生產(chǎn)系列安全、穩(wěn)定、可靠。


本實(shí)用新型槽控機(jī)緊急電源跳閘安全保護(hù)裝置有如下附圖圖1為本實(shí)用新型槽控機(jī)緊急電源跳閘安全保護(hù)裝置電路原理示意圖。其中1、電源開關(guān)；2、脫扣器；3、控制電路電源電路；4、光偶采集電源信號電路；5、光偶放大電路；6、硬件定時器；7、提升電機(jī)；8、陽極降接觸器；9、陽極升接觸器；10、固態(tài)繼電器。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型槽控機(jī)緊急電源跳閘安全保護(hù)裝置技 術(shù)方案作進(jìn)一步描述。如圖1所示，本實(shí)用新型槽控機(jī)緊急電源跳閘安全保護(hù)裝置包括電源開關(guān)1、CK2脫扣器2、控制電路電源電路3、光偶采集電源信號電路4、光偶放大電路 5、 NE555硬件定時器6、提升電機(jī)7、陽極降接觸器8、陽極升接觸器9和固態(tài) 繼電器10構(gòu)成，所述的控制電路電源電路3通過變壓器Tl和BY與動力電源 連接，二級變壓器T1輸出端與橋式整流器1、 3腳連接，橋式整流器輸出端2、 4腳輸出12V直流電源；所述的固態(tài)繼電器10輸出端一端與變壓器BY輸出端 連接，另一端與CK2脫扣器2連接，固態(tài)繼電器10輸入端一端與12V電源連 接，另一端通過發(fā)光二極管L5和電阻R19與NE555硬件定時器6的3腳連接; 所述的N1光偶電源信號采集電路4的1、 2腳分別與動力電源任二相連接 腳與12V電源連接，4腳通過CK5采集板接線端子及JACK ON與計(jì)算機(jī)CPU 采集板連接，同時與NPN^013三極管的基極連接，三極管輸出端與NE555硬 件定時器6的7腳連接；所述的N2光偶電源信號采集電路4的1、 2腳分別與 動力電源任二相連接，5腳與12V電源連接，4腳通過CK6采集板接線端子與 計(jì)算機(jī)CPU信號采集板連接；所述的N3光偶電源信號采集電路4的1、 2腳分 別與動力電源任二相連接，5腳與12V電源連接，4腳通過CK7釆集板接線端 子與計(jì)算機(jī)CPU信號采集板連接；所述的N4光偶放大電路輸入端通過采集板 接線端子CK22、 CK23、 CK34與陽極升接觸器9、陽極降接觸器8輸出端連接， N4光偶放大電路輸出端5腳與12V電源連接并通過采集板接線端子CK18與計(jì) 算機(jī)CPU信號采集板連接，4腳與NPN29013三極管連接，三極管輸出端通過 采集板接線端子CK19與計(jì)算機(jī)CPU信號采集板連接。所述的CK2脫扣器2通過連桿與AIR1電源開關(guān)1連接。實(shí)施例1 。本槽控機(jī)緊急電源跳閘安全保護(hù)裝置由公知的脫扣器和時基電路NE555以 及其它的電器元件共同組成了一個由定時器控制的脫扣電路。如圖1所示，它 包括電源開關(guān)l、 CK2脫扣器2、控制電路電源電路3、光偶采集電源信號電路 4、光偶放大電路5、 NE555硬件定時器6、提升電機(jī)7、陽極降接觸器8、陽極 升接觸器9和SSR固態(tài)繼電器10構(gòu)成，所述的控制電路電源電路3通過變壓器 T1和BY與動力電源連接，二級變壓器T1輸出端與橋式整流器1、 3腳連接， 橋式整流器輸出端2、 4腳輸出12V直流電源；所述的SSR固態(tài)繼電器10輸出 端一端與變壓器BY輸出端連接，另一端與CK2脫扣器2連接，SSR固態(tài)繼電 器10輸入端一端與12V電源連接，另一端通過發(fā)光二極管L5和電阻R19與 NE555硬件定時器6的3腳連接；所述的Nl光偶電源信號采集電路4的1、 2
腳分別與動力電源任二相連接，5腳與12V電源連接，4腳通過CK5采集板接 線端子及JACK ON與計(jì)算機(jī)CPU采集板連接，同時與NPN-013三極管的 基極連接，三極管輸出端與NE555硬件定時器6的7腳連接；所述的N2光偶 電源信號釆集電路4的1、 2腳分別與動力電源任二相連接，5腳與12V電源連 接，4腳通過CK6釆集板接線端子與計(jì)算機(jī)CPU信號采集板連接；所述的N3 光偶電源信號采集電路4的1、 2腳分別與動力電源任二相連接，5腳與12V電 源連接，4腳通過CK7采集板接線端子與計(jì)算機(jī)CPU信號采集板連接；所述的 N4光偶放大電路輸入端通過采集板接線端子CK22、 CK23、 CK34與陽極升接 觸器9、陽極降接觸器8輸出端連接，N4光偶放大電路輸出端5腳與12V電源 連接并通過采集板接線端子CK18與計(jì)算機(jī)CPU信號采集板連接，4腳與 NPN29013三極管連接，三極管輸出端通過采集板接線端子CK19與計(jì)算機(jī)CPU 信號采集板連接。所述的CK2脫扣器2為公知的脫扣器，市場上可買到。通過 CK2脫扣器2上的連桿與AIR1電源開關(guān)1連接，當(dāng)SSR固態(tài)繼電器10導(dǎo)通工 作時，脫扣器2動作，通過連桿拉下電源開關(guān)1，切斷380V電源和220V電源。如果陽極升降動作時，它由JACK ON輸出控制信號控制NPN9013三極管導(dǎo)通 工作.NE555的7腳接收到高平信號開始計(jì)時， 一級保護(hù)為如果，陽極升降達(dá) 到6秒左右時，硬件定時器動作，切斷陽極升降的控制信號，停止陽極升降。二級 保護(hù)為陽極升降達(dá)到6秒以后硬件定時器沒有切斷陽極升降時，CPU計(jì)算機(jī) 軟件安全保護(hù)開始動作，切斷邏輯控制信號，停止陽極升降。三級保護(hù)為當(dāng)陽 極升降達(dá)到8秒以后時，NE555動作由3腳輸出低電平控制信號，使SSR固態(tài)繼電 器導(dǎo)通工作，啟動脫扣器動作，同時由脫扣器切斷380V電源開關(guān)AIRI，這樣直接 從主電源開關(guān)切斷了 380V電源和AC220V電源，切斷陽極升降的主電源輸出， 保護(hù)了控制系統(tǒng)的安全。
權(quán)利要求1、一種槽控機(jī)緊急電源跳閘安全保護(hù)裝置，包括電源開關(guān)(1)、CK2脫扣器(2)、控制電路電源電路(3)、光偶采集電源信號電路(4)、光偶放大電路(5)、NE555硬件定時器(6)、提升電機(jī)(7)、陽極降接觸器(8)、陽極升接觸器(9)和固態(tài)繼電器(10)構(gòu)成，其特征在于所述的控制電路電源電路(3)通過變壓器T1和BY與動力電源連接，二級變壓器T1輸出端與橋式整流器1、3腳連接，橋式整流器輸出端2、4腳輸出12V直流電源；所述的固態(tài)繼電器(10)輸出端一端與變壓器BY輸出端連接，另一端與CK2脫扣器(2)連接，固態(tài)繼電器(10)輸入端一端與12V電源連接，另一端通過發(fā)光二極管L5和電阻R19與NE555硬件定時器(6)的3腳連接；所述的N1光偶電源信號采集電路(4)的1、2腳分別與動力電源任二相連接，5腳與12V電源連接，4腳通過CK5采集板接線端子及JACK ON與計(jì)算機(jī)CPU采集板連接，同時與NPN19013三極管的基極連接，三極管輸出端與NE555硬件定時器(6)的7腳連接；所述的N2光偶電源信號采集電路(4)的1、2腳分別與動力電源任二相連接，5腳與12V電源連接，4腳通過CK6采集板接線端子與計(jì)算機(jī)CPU信號采集板連接；所述的N3光偶電源信號采集電路(4)的1、2腳分別與動力電源任二相連接，5腳與12V電源連接，4腳通過CK7采集板接線端子與計(jì)算機(jī)CPU信號采集板連接；所述的N4光偶放大電路輸入端通過采集板接線端子CK22、CK23、CK34與陽極升接觸器(9)、陽極降接觸器(8)輸出端連接，N4光偶放大電路輸出端5腳與12V電源連接并通過采集板接線端子CK18與計(jì)算機(jī)CPU信號采集板連接，4腳與NPN29013三極管連接，三極管輸出端通過采集板接線端子CK19與計(jì)算機(jī)CPU信號采集板連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽控機(jī)緊急電源跳閘安全保護(hù)裝置，其特征在于: 所述的CK2脫扣器(2)通過連桿與AIR1電源開關(guān)(1)連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電源安全保護(hù)裝置，具體地說是涉及一種鋁電解行業(yè)電解槽自動控制系統(tǒng)中槽控機(jī)緊急電源跳閘安全保護(hù)裝置。本實(shí)用新型槽控機(jī)緊急電源跳閘安全保護(hù)裝置包括電源開關(guān)、與電源開關(guān)通過脫扣器連桿連接的CK2脫扣器、供給控制電路電源的控制電源電路、光偶采集電源信號電路、光偶放大電路、NE555硬件定時器、提升電機(jī)、陽極降接觸器、陽極升接觸器和固態(tài)繼電器構(gòu)成，該緊急電源跳閘安全保護(hù)裝置穩(wěn)定可靠，槽控機(jī)的安全保護(hù)性能得到了大幅的提高，避免了槽控機(jī)因干擾或其它非正常的升降動作的事故，使電解生產(chǎn)系列安全、穩(wěn)定、可靠。
文檔編號H01H71/10GK201048115SQ20072007937
公開日2008年4月16日 申請日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月25日
發(fā)明者葉立波, 勇 張, 李衛(wèi)鋒, 白國鋒, 童守光, 蔡有萍 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司