一种紧急停车电路及其实现方法与流程

文档序号:15578996发布日期:2018-09-29 06:21

本发明属于柴油机安全保护技术领域,具体涉及柴油机紧急停车电磁阀回路失效切换、报警电路及其实现方法。



背景技术:

目前:柴油机的紧急停车系统对柴油机的紧急停车有断气和断油两种方式,断气方式是在进、排气口处加装电磁控制阀门,可以在紧急情况下控制阀门断气;断油方式是在油路上加装断油电磁控制阀门装置,在故障出现时可以紧急断油。这些电磁控制阀门即通常所指的紧急停车电磁阀。当紧急停车电磁阀采用的电磁阀为常闭型电磁阀时,所设计的紧急停车电磁阀回路为去磁(失电)停车;当紧急停车电磁阀采用的电磁阀为常开型电磁阀时所设计的紧急停车电磁阀回路为得磁(通电)停去。在去磁(失电)停车和得磁(通电)停车两种方法中,现有技术中文献记载的:柴油机以去磁进行断气或断油的电磁阀设置的紧急停车电路中电磁阀回路监控报警方法很多,在此不就简述,只对去磁停车方法的主要问题重申一下:误车停!当停车电源失电和/或紧急停车电磁阀回路断开,柴油机误停车,影响柴油机正常运行。而柴油机以得磁进行断气或断油的电磁阀设置的紧急停车电路中电磁阀回路监控报警方法很少。柴油机以得磁进行断气或断油的电磁阀设置的紧急停车电路工作过程是:当柴油机正常工作时紧急停车电磁阀处于失电(失磁)状态,即紧急停车电磁阀失电状态时其控制的断气、断油阀门是通的;当在紧急和重大故障情况下对紧急停车电磁阀通电(得磁),关闭其控制的断气、断油阀门,实现柴油机紧急停车。然而,对于柴油机以得磁进行断气或断油的电磁阀设置的紧急停车电路中,需紧急停车时,紧急停车电磁阀正常通电柴油机才能急停,当紧急停车电磁阀线圈岀现连线断裂、线圈断路、线圈短路、以及供电电路接触不良等故障时,需紧急停车,就无法通过紧急停车电磁阀关闭其控制的断气、断油阀门,导致紧急停车失效,从而使柴油机的安全得不到保障。故对于以得磁进行断气或断油的电磁阀设置的柴油机紧急停车电路,为确保柴油机(柴油发电机)安全停机的执行,急需对对应的紧急停车电磁阀回路是否失效进行检测并报警。虽然有文献记载,如专利申请号为:201510846141.X的一种柴油机紧急停车电磁阀回路失效报警电路及其报警方法,设有备用电源和电磁阀(同样为常开型电磁阀)的冗余配置,解决:停车电源失电时切换到备用电源供电;控制紧急停车时识别到紧急停车电磁阀回路断开,切换到备用电磁阀通电工作,通过备用电磁阀关闭控制的断气、断油通路。看似完美的设置实际上根本不可能实现:停车电源失电时切换到备用电源供电;在控制紧急停车时紧急停车电磁阀回路断开,切换到备用电磁阀通电工作,通过备用电磁阀关闭控制的断气、断油通路。关于当停车电源失电时不可能切换到备用电源供电的理由是:因为具体控制停车电源与备用电源切换的电流型继电器线圈(第二电流型继电器线圈)的额定电流大于或等于停车电源的额定电流,而与该电流型继电器线圈串接的以LED为第一报警灯流过的电流不可能大于或等于停车电源的额定电流,否则不会以以LED做为报警灯;当停车电源失电时,假设流过与该电流型继电器线圈串接的以LED为第一报警灯流过的电流大于或等于停车电源的额定电流,该电流型继电器完成停车电源与备用电源切换工作,这样一来又得要求报警电源的额定电流大于或等于停车电源的额定电流,否则不能正常完成切换停车电源与备用电源切换;又因为与以LED为第二报警灯串接的电流型继电器线圈(第三电流型继电器线圈)的额定电流同样要求大于或等于停车电源的额定电流,这样一来为了确保报警电源正常工作,就必须要求报警电源的额定电流大于或等于停车电源的额定电流二倍以上,而实际上在工程设计中报警电源的额定电流要求不可能与停车电源的额定电流有关联,单独以报警电源供电的报警灯流过的电流要求也不可能与停车电源的额定电流有关联,以及以报警电源供电的电流型继电器线圈要求的额定电流同样不可能与停车电源的额定电流有关联,同样更不可能要求每个报警灯流过的电流大于或等于为其供电的电源的额定电流。关于在控制紧急停车时紧急停车电磁阀回路断开,不可能切换到备用电磁阀通电工作的理由是:串接在紧急停车电磁阀回路的电流型继电器(第一电流型继电器)根本识别不到紧急停车电磁阀回路断开的情况,因为串接在紧急停车电磁阀回路的电流型继电器线圈(第一电流型继电器线圈)该发明设置要求其额定电流大于或等于停车电源的额定电流,从而根本识别不到急停车电磁阀回路断开情况,具体原因是:①只能识别到紧急停车电磁阀回路的短路的情形,因为紧急停车电磁阀回路正常通电工作时,所设置的产生的正常电流不可能大于或等于停车电源的额定电流,如果所产生的电流大于或等于停车电源的额定电流,那肯定紧急停车电磁阀回路出现了短路现象;②当串接在紧急停车电磁阀回路的电流型继电器没有识别到大于或等于停车电源的额定电流,只能说明紧急停车电磁阀回路所通电流处于正常范围或因接触不良电阻变大电流小于正常值或直接断路电流等于零;③因为串接在紧急停车电磁阀回路的电流型继电器只能识别到紧急停车电磁阀回路的短路的情形,从而岀现紧急停车电磁阀回路所通电流不管处于正常,还是小于正常(如断路)时:假设串接在第二报警灯上的第三电流型继电器线圈所通电流大于或等于停车电源的额定电流,则备用电磁阀同样处于得电工作状态;实际上串接在第二报警灯上的第三电流型继电器线圈所通电流不可能大于或等于停车电源的额定电流,所以当紧急停车电磁阀回路所通电流不管处于正常,还是小于正常(如断路)时备用电磁阀不得电;④因为当串接在紧急停车电磁阀回路的电流型继电器只能识别到紧急停车电磁阀回路的短路的情形,当紧急停车电磁阀回路的电流大于或等于停车电源的额定电流时,对紧急停车电磁阀回路没有切断,照样处于通电状态,而是切断了没有问题备用电磁阀,故起不到紧急停车电磁阀回路短路保护作,也不能切换到备用电磁阀进行紧急停车,当然也不能对停车电源起过载保护作用。再进一步重申:因串接在报警灯上的两个电流型继电器线圈的额定电流均要求大于或等于停车电源的额定电流,难到报警电源的额定电流大于或等于停车电源的额定电流二倍以上!且每个以LED做为的报警灯点亮时流过的电流大于或等于停车电源的额定电流!否则,串接在报警灯上的电流型继电器没有办法工作。当然还有专利申请号为:201510845456.2的一种柴油发电机紧急停车电磁阀回路失效报警电路及其报警方法,设有备用电源和电磁阀(同样为常开型电磁阀)的冗余配置,解决:停车电源失电时切换到备用电源供电;控制紧急停车时识别到紧急停车电磁阀回路断开,切换到备用电磁阀通电工作,通过备用电磁阀关闭控制的断气、断油通路。冒似实现了上述功能,但除了存在专利申请号为:201510846141.X的一种柴油机紧急停车电磁阀回路失效报警电路及其报警方法所有存在的问题和缺陷,还存在报警灯所用电源为柴油发电机所产生的电直接供电,柴油发电机急停车后报警灯指示根本看不到,因为在控制柴油发电机急停时,用户不可能盯着报警灯看,只有急停后会注意一下报警灯指示状态,然而柴油发电机急停不发电,谈何有电源输出。且从专利申请号201510846141.X及专利申请号201510845456.2的说明书中记载的有益效果内容看:柴油机(柴油机发电机)紧急停车电磁阀回路失效报警电路,能够在设备发生故障时及时进行自保护,以保证其紧急停车电磁阀回路正常工作,从而实现柴油机(柴油机发电机)在异常情况下的自动紧急停车保护。进一步说明专利申请号201510846141.X及专利申请号201510845456.2的附图为柴油机主控模块向柴油机(柴油机发电机)紧急停车电磁阀回路失效报警电路发岀紧急停机指令,控制开关模块开关接通后的柴油机(柴油机发电机)紧急停车电磁阀回路失效报警电路结构示意图,也就是说专利申请号201510846141.X及专利申请号201510845456.2的附图为正在紧急停车时的柴油机(柴油机发电机)紧急停车电磁阀回路失效报警电路结构示意图,从而更进一步说明了专利申请号201510846141.X及专利申请号201510845456.2中记载的柴油机(柴油机发电机)采用的紧急停车电磁阀为得磁停车电磁阀。

众知:柴油机工作过程中,只要紧急停车电磁阀回路正常,备用电磁阀就一直处于闲置状态,备用电磁阀的线圈是否断路用户无法知晓。当紧急停车时,若紧急停车电磁阀回路不正常(如欠流),便切换到的备用电磁阀回路进行紧急停车,但此时如果备用电磁阀的线圈处于断路,则切换到的备用电磁阀回路将无法通过备用电磁阀进行紧急停车。

同时众知:采用两个停车电磁阀进行冗余,实现可靠紧急停车,但安装不方便,且成本高。



技术实现要素:

本发明的目的为了解决现有技术存在的缺陷,针对以得磁进行断气或断油的电磁阀设置的柴油机紧急停车,提供一种紧急停车电路及其实现方法,其紧急停车电磁阀采用双线圈电磁阀,实现的功能具有:停车电源失效切换到备用电源供电,紧急停车时当紧急停车电磁阀主线圈回路欠流、过流,开关失效短路切换到备用线圈回路进行紧急停车,紧急停车电磁阀主线圈回路过流或开关失效短路时还进行短路保护,保证紧急停车电路正常工作以及防止误停;在柴油机非紧急停车期间和在紧急停车期间备用线圈回路处于待用状态时,对备用线圈是否断路进行检测识别;在柴油机紧急停车期间,在备用线圈启用前对其进行预通电,待切换到备用线圈工作时,备用线圈快速进入正常通流得磁,即紧急停车电磁阀动作将控制的阀门关闭,进行紧急停车;并对故障进行指示灯分别提示。

为了实现上述的目的,本发明的实现的技术方案为:

一种紧急停车电路,包括停车电源DC1、备用电源DC2、报警电源DC3、第一电压型继电器、第二电压型继电器、第三电压型继电器、第四电压型继电器、第五电压型继电器、第一电流型继电器、第二电流型继电器、紧急停车电磁阀、第一故障指示灯MIL1、第二故障指示灯MIL2、第三故障指示灯MIL3、第四故障指示灯MIL4、第五故障指示灯MIL5、第一开关模块K1、第二开关模块K2、开关管100、开关管200、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、光电耦合器U;所述紧急停车电磁阀为双线圈紧急停车电磁阀,即紧急停车电磁阀的线圈由主和备用两组线圈组成;所述第一电压型继电器线圈KV11直接与停车电源DC1并接,停车电源DC1的正极与第一电压型继电器双向触点KV12的常开端相连接,备用电源DC2的正极与第一电压型继电器双向触点KV12的常闭端相连接,备用电源DC2的负极与停车电源DC1的负极相连接;第一电流型继电器线圈KI11依次串接第二电流型继电器线圈KI21、第三电压型继电器常闭触点KV33、紧急停车电磁阀主线圈VC1、第一开关模块K1的开关后,第一电流型继电器线圈KI11的另一端与第一电压型继电器双向触点KV12的公共端相连接,第一开关模块K1的开关的另一端与停车电源DC1的负极相连接,上述电路与停车电源DC1或备用电源DC2构成第一条停车回路,所述第一条停车回路为紧急停车主回路,即紧急停车电磁阀主线圈回路;紧急停车电磁阀备用线圈VC2依次串接第二电压型继电器常开触点KV22、第二开关模块K2的开关后,紧急停车电磁阀备用线圈VC2的另一端与第一电压型继电器双向触点KV12的公共端相连接,第二开关模块K2的开关的另一端与停车电源DC1的负极相连接,上述电路与停车电源DC1或备用电源DC2构成第二条停车回路,所述第二条停车回路为紧急停车备用回路,即紧急停车电磁阀备用线圈回路;第二电流型继电器常开触点KI22与第三电压型继电器常开触点KV32及第四电压型继电器常开触点KV42相互并接后,一端串接第三电压型继电器线圈KV31后接入第一电压型继电器双向触点KV12的公共端,另一端接入停车电源DC1的负极,上述电路与停车电源DC1或备用电源DC2构成第三条停车回路,所述第三条停车回路为紧急停车主回路过流及第一开关模块的开关失效短路控制回路;第一电流型继电器常闭触点KI12的一端与第一电压型继电器双向触点KV12的公共端相连接,另一端串接第二电压型继电器线圈KV21后接入第二电压型继电器常开触点KV22与第二开关模块K2开关的连接线上,上述电路与停车电源DC1或备用电源DC2构成第四条停车回路,所述第四条停车回路为紧急停车主回路欠流切换控制回路;所述第四电压型继电器线圈KV41的一端与第一电压型继电器双向触点KV12的公共端相连接,另一端与开关管100的高电位端相连接,开关管100的低电位端接入紧急停车电磁阀主线圈VC1与第一开关模块K1开关的连接线上,电阻R1的一端与第一电压型继电器双向触点KV12的公共端相连接,另一端与二极管D1的阳极及二极管D3的阳极相互并接,二极管D3的阴极接入第二电压型继电器常开触点KV22与第二开关模块K2开关的连接线上,二极管D1的阴极与二极管D2的阳极相连接,二极管D2的阴极与开关管100的控制端及电阻R2的一端相互并接,电阻R2的另一端接入停车电源DC1的负极,上述电路与停车电源DC1或备用电源DC2构成第五条停车回路,所述第五条停车回路为紧急停车主回路中第一开关模块的开关失效短路检测回路;电阻R3的一端接入紧急停车电磁阀备用线圈VC2与第二电压型继电器常开触点KV22的连接线上,电阻R3的另一端与二极管D4的阳极及二极管D6的阳极相互并接,二极管D4的阴极接入第二电压型继电器常开触点KV22与第二开关模块K2开关的连接线上,二极管D6的阴极与二极管D5的阳极相连接,二极管D5的阴极与电阻R4的一端相连接,电阻R4的另一端与开关管200的控制端及电阻R5的一端相互并接,电阻R5的另一端接入停车电源DC1的负极,开关管200的低电位端与停车电源DC1的负极相连接,开关管200的高电位端串接第五电压型继电器线圈KV51后接入第一电压型继电器双向触点KV12的公共端,电阻R6的一端接入紧急停车电磁阀备用线圈VC2与第二电压型继电器常开触点KV22的连接线上,电阻R6的另一端与光电耦合器U中发光二极管的阳极相连接,光电耦合器U中发光二极管的阴极接入第二电压型继电器常开触点KV22与第二开关模块K2开关的连接线上,光电耦合器U中光敏三极管的集电极与开关管200的高电位端相连接,光电耦合器U中光敏三极管的发射极与停车电源DC1的负极相连接,上述电路与停车电源DC1或备用电源DC2构成第六条停车回路,所述第六条停车回路为紧急停车备用回路中紧急停车电磁阀备用线圈预通电及断路检测回路;第一电压型继电器常闭触点KV13串接第三故障指示灯MIL3后与报警电源DC3并接,与报警电源DC3构成停车电源失效报警回路;第三电压型继电器双向触点KV34的公共端与报警电源DC3的正极相连接,第三电压型继电器双向触点KV34的常开端串接第二故障指示灯MIL2后与报警电源DC3的负极相连接,与报警电源DC3构成紧急停车主回路过流及第一开关模块失效报警回路;第三电压型继电器双向触点KV34的常闭端串接第二电压型继电器常开触点KV23、第一故障指示灯MIL1后与报警电源DC3的负极相连接,与报警电源DC3构成紧急停车主回路欠流报警回路;第四电压型继电器常开触点KV43串接第四故障指示灯MIL4后与报警电源DC3并接,与报警电源DC3构成第一开关模块的开关失效短路报警回路;第五电压型继电器常开触点KV52串接第五故障指示灯MIL5后与报警电源DC3并接,与报警电源DC3构成紧急停车电磁阀备用线圈断路报警回路;所述第一开关模块K1的控制端和第二开关模块K2的控制端相互并接后与柴油机主控模块的输岀相连接;所述开关管100为N型MOS管,或所述开关管100为NPN型三极管;所述开关管200为N型MOS管,或所述开关管200为NPN型三极管。

以上所述的紧急停车电磁阀为双线圈紧急停车电磁阀,即紧急停车电磁阀的线圈由主和备用两组线圈组成,两组线圈中其中任一组线圈通电或两组线圈同时通电,紧急停车电磁阀得磁动作关闭其控制的断气或断油的阀门,实现柴油机紧急停车;两组线圈均为失电状态时,紧急停车电磁阀处于失磁状态,紧急停车电磁阀控制的断气或断油的阀门处于开启;紧急停车电磁阀的两组线圈中一组设定为紧急停车电磁阀主线圈VC1,另一组设定为紧急停车电磁阀备用线圈VC2。

以上所述的第一电流型继电器线圈KI11的额定电流设定等于紧急停车电磁阀主线圈VC1的最小维持电流;所述第二电流型继电器线圈KI21的额定电流设定等于紧急停车电磁阀主线圈VC1的最大允许电流。

以上所述的第一电压型继电器双向触点KV12,第二电压型继电器常开触点KV22,以及第三电压型继电器常闭触点KV33允许流过的最大电流均等于或大于停车电源DC1的额定电流。

以上所述的紧急停车电磁阀主线圈VC1的最小维持电流是指:保证紧急停车电磁阀正常工作而流过紧急停车电磁阀主线圈VC1的最小电流。

以上所述的紧急停车电磁阀主线圈VC1的最大允许电流是指:保证紧急停车电磁阀正常工作,且不会烧坏紧急停车电磁阀主线圈VC1的最大工作电流。

以上所述的开关管100和开关管200为N型MOS管时,N型MOS管的栅极为开关管100和开关管200的控制端,N型MOS管的漏极为开关管100和开关管200的高电位端,N型MOS管的源极为开关管100和开关管200的低电位端;所述的开关管100和开关管200为NPN型三极管时,NPN型三极管的基极为开关管100和开关管200的控制端,NPN型三极管的集电极为开关管100和开关管200的高电位端,NPN型三极管的发射极为开关管100和开关管200的低电位端。

以上所述的二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5及二极管D6均为开关二极管;所述的N型MOS管为N沟道增强型MOS管;所述的NPN型三极管为NPN型开关三极管。

为了实现上述的目的,本发明的另一技术方案为:

一种紧急停车电路的实现方法,包括以下步骤:

一、停车电源DC1与备用电源DC2切换过程

1)当停车电源DC1输岀为正常时,第一电压型继电器线圈KV11得电,第一电压型继电器的触点动作:

⑴第一电压型继电器双向触点KV12的公共端与常开端接通,停车电源DC1向停车回路供电,

⑵第一电压型继电器常闭触点KV13断开,第三故障指示灯MIL3熄灭;

2)当停车电源DC1失效时,第一电压型继电器线圈KV11失电,第一电压型继电器的触点恢复为静态:

⑴第一电压型继电器双向触点KV12的公共端与常闭端接通,切换到备用电源DC2向停车回路供电,

⑵第一电压型继电器常闭触点KV13接通,第三故障指示灯MIL3点亮,提示用户停车电源DC1失效;

3)当在备用电源DC2向停车回路供电期间,待停车电源DC1输岀恢复为正常时,第一电压型继电器线圈KV11得电,第一电压型继电器的触点动作:

⑴第一电压型继电器双向触点KV12的公共端与常开端接通,恢复停车电源DC1向停车回路供电,

⑵第一电压型继电器常闭触点KV13断开,点亮的第三故障指示灯MIL3熄灭;

二、控制停车回路的过程

1)认定第二开关模块K2完好,第一开关模块K1好坏设为为未知:

当柴油机主控模块向第一开关模块K1和第二开关模块K2发岀紧急停车控制信号期间,第二开关模块K2的开关接通,第一开关模块K1的开关是否接通为未知,

当柴油机主控模块未向第一开关模块K1和第二开关模块K2发岀紧急停车控制信号期间,第二开关模块K2的开关断开,第一开关模块K1的开关是否断开为未知;

2)当第二开关模块K2的开关处于接通状态,即紧急停车期间,则开关管100截止,开关管200截止:

⑴开关管100截止,第四电压型继电器的触点处于静态,不对第三电压型继电器产生控制信号,且第四故障指示灯MIL4为熄灭,

⑵开关管200截止,第五电压型继电器线圈KV51由光电耦合器U中的光敏三极管导通与截止控制是否通电:

①当第二电压型继电器常开触点KV22处于断开,即紧急停车备用回路处于待用状态时:

a.若光电耦合器U中发光二极管发光使其受光的光敏三极管导通饱和:

说明紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于非断路状态,并经电阻R3和二极管D4构成的支路及电阻R6和光电耦合器U中发光二极管构成的支路共同对待用的紧急停车备用回路中紧急停车电磁阀备用线圈VC2预通电,预通电电流在紧急停车电磁阀备用线圈VC2的最小维持电流的五分之三至三分之一之间,

第五电压型继电器线圈KV51通电,第五电压型继电器的触点处于动态,第五电压型继电器常开触点KV52接通,第五故障指示灯MIL5点亮,提示用户待用的紧急停车备用回路中紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于非断路状态,

b.若光电耦合器U中发光二极管不发光,其受光的光敏三极管截止:

说明紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于断路状态,紧急停车电磁阀备用线圈VC2中无电流通过,

第五电压型继电器线圈KV51不通电,第五电压型继电器的触点处于静态,第五电压型继电器常开触点KV52断开,第五故障指示灯MIL5熄灭,提示用户待用的紧急停车备用回路中紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于断路状态,

②当待第二电压型继电器常开触点KV22处于接通,对电阻R3和二极管D4构成的支路及电阻R6和光电耦合器U中发光二极管构成的支路同时短接,即采用紧急停车备用回路进行紧急停车控制:

a.光电耦合器U中受光的光敏三极管截止,不对紧急停车电磁阀备用线圈VC2是否断路检测,第五电压型继电器线圈KV51不通电,第五故障指示灯MIL5熄灭,

b.若紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于非断路状态,紧急停车电磁阀备用线圈VC2快速进入正常通流得磁,紧急停车电磁阀快速动作将控制的阀门关闭,进行紧急停车,否则,紧急停车电磁阀备用线圈VC2无电流通过,紧急停车电磁阀不能将控制的阀门关闭,即紧急停车电磁阀不能完成紧急停车,

c.待第二开关模块K2的开关断开,即待进入非紧急停车期间时,第二电压型继电器常开触点KV22断开;

3)当第二开关模块K2的开关处于断开状态,即非紧急停车期间,光电耦合器U中受光的光敏三极管截止,第五电压型继电器线圈KV51由开关管200的导通与截止控制是否通电,且第一开关模块K1的开关通断控制开关管100的截止与通导:

⑴若第一开关模块K1的开关处于断开,则开关管100截止,第四电压型继电器的触点处于静态,不对第三电压型继电器产生控制信号,第四故障指示灯MIL4为熄灭,

⑵若第一开关模块K1的开关处于接通,则开关管100导通饱和,第四电压型继电器的触点处于动态:

①第四电压型继电器常开触点KV42接通,对第三电压型继电器产生控制信号,若第三电压型继电器处于通电自锁,则第三电压型继电器保持通电自锁,否则,触发第三电压型继电器通电并自锁,

②第四电压型继电器常开触点KV43接通,点亮第四故障指示灯MIL4,提示用户在非紧急停车期间第一开关模块K1的开关失效短路,

⑶开关管200的对第五电压型继电器线圈KV51是否通电的控制:

①若开关管200导通饱和,则第五电压型继电器线圈KV51通电,第五电压型继电器的触点处于动态,第五电压型继电器常开触点KV52处于接通状态,第五故障指示灯MIL5点亮,说明非紧急停车期间紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于非断路状态,

②若开关管200截止,则第五电压型继电器线圈KV51不通电,第五电压型继电器的触点处于静态,第五电压型继电器常开触点KV52处于断开状态,第五故障指示灯MIL5熄灭,提示用户非紧急停车期间紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于断路状态;

4)当第二开关模块K2的开关处于接通状态,即紧急停车期间:

⑴若识别到紧急停车电磁阀主线圈VC1通过的电流大于其最大允许电流时,第二电流型继电器的触点处于动态,即第二电流型继电器常开触点KI22接通,对第三电压型继电器产生控制信号,若第三电压型继电器处于通电自锁,则第三电压型继电器保持通电自锁,否则,触发第三电压型继电器通电并自锁,

⑵若识别到紧急停车电磁阀主线圈VC1通过的电流小于等于最大允许电流时,第二电流型继电器的触点处于静态,即第二电流型继电器常开触点KI22断开,不对第三电压型继电器产生控制信号;

5)当第三电压型继电器处于通电,即第三电压型继电器的触点处于动态:

⑴串接在紧急停车主回路中的第三电压型继电器常闭触点KV33断开,对紧急停车主回路进行物理切断保护,

⑵第三电压型继电器双向触点KV34的公共端与常开端接通,点亮第二故障指示灯MIL2,提示用户紧急停车主回路过流或/和第一开关模块的开关失效短路:

①当第二故障指示灯MIL2在柴油机紧急停车期间由熄灭被点亮,说明紧急停车主回路过流,

②当第二故障指示灯MIL2在柴油机非紧急停车期间由熄灭被点亮,说明第一开关模块K1的开关失效短路,

③当在柴油机紧急停车和非紧急停车期间,第四故障指示灯MIL4一直保持熄灭状态,则,点亮的第二故障指示灯MIL2,说明紧急停车主回路过流,

④当第二故障指示灯MIL2在柴油机紧急停车期间由熄灭点亮后,第四故障指示灯MIL4会在非紧急停车期间被点亮,则后续处于点亮的第二故障指示灯MIL2,说明紧急停车主回路过流和第一开关模块K1的开关失效短路,

⑤当第二故障指示灯MIL2在柴油机非紧急停车期间由熄灭点亮后,则后续处于点亮的第二故障指示灯MIL2,说明第一开关模块K1的开关失效短路;

6)当第二开关模块K2的开关处于接通状态,即紧急停车期间,待紧急停车电磁阀主线圈VC1通过的电流小于其最小维持电流时,第一电流型继电器的触点处于静态,第一电流型继电器常闭触点KI12接通,第二电压型继电器线圈KV21得电,第二电压型继电器的触点进入动态,釆用紧急停车备用回路控制紧急停车,且若第三电压型继电器的触点处于静态,则点亮第一故障指示灯MIL1,提示用户未进行物理切断保护的紧急停车主回路的欠流,否则,第一故障指示灯MIL1熄灭;

7)当流过紧急停车电磁阀主线圈VC1的电流小于等于其最大允许电流,大于等于其最小维持电流时,紧急停车主回路控制柴油机紧急停车;

8)当第三电压型继电器通电自锁后,待撤去停车电源DC1和备用电源DC2,第三电压型继电器的触点由动态恢复为静态。

以上所述的紧急停车电磁阀备用线圈VC2的最小维持电流是指:保证紧急停车电磁阀正常工作而流过紧急停车电磁阀备用线圈VC2的最小电流。

有益效果:

本发明的一种柴油机紧急停车电路及其实现方法,主要特点:

⑴在柴油机紧急停车期间和非紧急停车期间的整个过程中,一旦停车电源失效,切换到备用电源工作,并点亮第三故障指示灯MIL3,提示用户停车电源失效;待停车电源恢复正常,自动返回到停车电源供电。

⑵在柴油机紧急停车期间,若点亮第一故障指示灯MIL1,提示用户未进行物理切断保护的紧急停车主回路的欠流,即提示用户紧急停车期间第三电压型继电器常闭触点KV33处于接通的情况下紧急停车主回路的欠流。

⑶在柴油机紧急停车期间,若检测到紧急停车主回路过流,物理切断紧急停车主回路,对紧急停车主回路进行短路保护,点亮第二故障指示灯MIL2,提示用户紧急停车主回路过流,并借助于紧急停车主回路欠流切换控制回路切换到紧急停车备用回路进行紧急停车。

⑷当柴油机非紧急停车期间紧急停车主回路中开关失效短路,点亮第四故障指示灯MIL4,提示用户紧急停车主回路中开关失效短路,若紧急停车主回路未处于物理切断保护状态,则对紧急停车主回路进行物理切断进行保护,并防止了误停车。

⑸当柴油机紧急停车前处于过流或/和开关失效短路保护,进行柴油机紧急停车时,切换到紧急停车备用回路进行紧急停车。

⑹在柴油机非紧急停车期间和在紧急停车期间紧急停车备用回路处于待用状态时,若第五故障指示灯MIL5一直保持点亮,说明紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于非断路状态,否则,提示用户紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于断路状态。

⑺在柴油机紧急停车期间,在紧急停车备用回路启用前对其回路中紧急停车电磁阀备用线圈VC2进行预通电,待紧急停车主回路发生故障切换到紧急停车备用回路工作时,以便紧急停车电磁阀备用线圈VC2快速进入正常通流得磁,使紧急停车电磁阀快速动作将控制的阀门关闭,进行紧急停车。

附图说明

图1为本发明的一种紧急停车电路原理框图;

图中:KV11.第一电压型继电器线圈,KV12.第一电压型继电器双向触点,KV13.第一电压型继电器常闭触点,KV21.第二电压型继电器线圈,KV22、KV23.第二电压型继电器常开触点,KV31.第三电压型继电器线圈,KV32.第三电压型继电器常开触点,KV33.第三电压型继电器常闭触点,KV34.第三电压型继电器双向触点,KV41.第四电压型继电器线圈,KV42、KV43.第四电压型继电器常开触点,KV51.第五电压型继电器线圈,KV52.第五电压型继电器常开触点,KI11.第一电流型继电器线圈,KI12.第一电流型继电器常闭触点,KI21.第二电流型继电器线圈,KI22.第二电流型继电器常开触点,100.开关管,200.开关管,D1、D2、D3、D4、D5、D6.二极管,R1、R2、R3、R4、R5、R6.电阻,U.光电耦合器,DC1.停车电源,DC2.备用电源,DC3.报警电源,VC1.紧急停车电磁阀主线圈,VC2.紧急停车电磁阀备用线圈,MIL1.第一故障指示灯,MIL2.第二故障指示灯,MIL3.第三故障指示灯,MIL4.第四故障指示灯,MIL5.第五故障指示灯,K1.第一开关模块,K2.第二开关模块。

具体实施方式

如图1所示,一种紧急停车电路,包括停车电源DC1、备用电源DC2、报警电源DC3、第一电压型继电器、第二电压型继电器、第三电压型继电器、第四电压型继电器、第五电压型继电器、第一电流型继电器、第二电流型继电器、紧急停车电磁阀、第一故障指示灯MIL1、第二故障指示灯MIL2、第三故障指示灯MIL3、第四故障指示灯MIL4、第五故障指示灯MIL5、第一开关模块K1、第二开关模块K2、开关管100、开关管200、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、光电耦合器U;所述紧急停车电磁阀为双线圈紧急停车电磁阀,即紧急停车电磁阀的线圈由主和备用两组线圈组成;所述第一电压型继电器线圈KV11直接与停车电源DC1并接,停车电源DC1的正极与第一电压型继电器双向触点KV12的常开端相连接,备用电源DC2的正极与第一电压型继电器双向触点KV12的常闭端相连接,备用电源DC2的负极与停车电源DC1的负极相连接;第一电流型继电器线圈KI11依次串接第二电流型继电器线圈KI21、第三电压型继电器常闭触点KV33、紧急停车电磁阀主线圈VC1、第一开关模块K1的开关后,第一电流型继电器线圈KI11的另一端与第一电压型继电器双向触点KV12的公共端相连接,第一开关模块K1的开关的另一端与停车电源DC1的负极相连接,上述电路与停车电源DC1或备用电源DC2构成第一条停车回路,所述第一条停车回路为紧急停车主回路,即紧急停车电磁阀主线圈回路;紧急停车电磁阀备用线圈VC2依次串接第二电压型继电器常开触点KV22、第二开关模块K2的开关后,紧急停车电磁阀备用线圈VC2的另一端与第一电压型继电器双向触点KV12的公共端相连接,第二开关模块K2的开关的另一端与停车电源DC1的负极相连接,上述电路与停车电源DC1或备用电源DC2构成第二条停车回路,所述第二条停车回路为紧急停车备用回路,即紧急停车电磁阀备用线圈回路;第二电流型继电器常开触点KI22与第三电压型继电器常开触点KV32及第四电压型继电器常开触点KV42相互并接后,一端串接第三电压型继电器线圈KV31后接入第一电压型继电器双向触点KV12的公共端,另一端接入停车电源DC1的负极,上述电路与停车电源DC1或备用电源DC2构成第三条停车回路,所述第三条停车回路为紧急停车主回路过流及第一开关模块的开关失效短路控制回路;第一电流型继电器常闭触点KI12的一端与第一电压型继电器双向触点KV12的公共端相连接,另一端串接第二电压型继电器线圈KV21后接入第二电压型继电器常开触点KV22与第二开关模块K2开关的连接线上,上述电路与停车电源DC1或备用电源DC2构成第四条停车回路,所述第四条停车回路为紧急停车主回路欠流切换控制回路;所述第四电压型继电器线圈KV41的一端与第一电压型继电器双向触点KV12的公共端相连接,另一端与开关管100的高电位端相连接,开关管100的低电位端接入紧急停车电磁阀主线圈VC1与第一开关模块K1开关的连接线上,电阻R1的一端与第一电压型继电器双向触点KV12的公共端相连接,另一端与二极管D1的阳极及二极管D3的阳极相互并接,二极管D3的阴极接入第二电压型继电器常开触点KV22与第二开关模块K2开关的连接线上,二极管D1的阴极与二极管D2的阳极相连接,二极管D2的阴极与开关管100的控制端及电阻R2的一端相互并接,电阻R2的另一端接入停车电源DC1的负极,上述电路与停车电源DC1或备用电源DC2构成第五条停车回路,所述第五条停车回路为紧急停车主回路中第一开关模块的开关失效短路检测回路;电阻R3的一端接入紧急停车电磁阀备用线圈VC2与第二电压型继电器常开触点KV22的连接线上,电阻R3的另一端与二极管D4的阳极及二极管D6的阳极相互并接,二极管D4的阴极接入第二电压型继电器常开触点KV22与第二开关模块K2开关的连接线上,二极管D6的阴极与二极管D5的阳极相连接,二极管D5的阴极与电阻R4的一端相连接,电阻R4的另一端与开关管200的控制端及电阻R5的一端相互并接,电阻R5的另一端接入停车电源DC1的负极,开关管200的低电位端与停车电源DC1的负极相连接,开关管200的高电位端串接第五电压型继电器线圈KV51后接入第一电压型继电器双向触点KV12的公共端,电阻R6的一端接入紧急停车电磁阀备用线圈VC2与第二电压型继电器常开触点KV22的连接线上,电阻R6的另一端与光电耦合器U中发光二极管的阳极相连接,光电耦合器U中发光二极管的阴极接入第二电压型继电器常开触点KV22与第二开关模块K2开关的连接线上,光电耦合器U中光敏三极管的集电极与开关管200的高电位端相连接,光电耦合器U中光敏三极管的发射极与停车电源DC1的负极相连接,上述电路与停车电源DC1或备用电源DC2构成第六条停车回路,所述第六条停车回路为紧急停车备用回路中紧急停车电磁阀备用线圈预通电及断路检测回路;第一电压型继电器常闭触点KV13串接第三故障指示灯MIL3后与报警电源DC3并接,与报警电源DC3构成停车电源失效报警回路;第三电压型继电器双向触点KV34的公共端与报警电源DC3的正极相连接,第三电压型继电器双向触点KV34的常开端串接第二故障指示灯MIL2后与报警电源DC3的负极相连接,与报警电源DC3构成紧急停车主回路过流及第一开关模块失效报警回路;第三电压型继电器双向触点KV34的常闭端串接第二电压型继电器常开触点KV23、第一故障指示灯MIL1后与报警电源DC3的负极相连接,与报警电源DC3构成紧急停车主回路欠流报警回路;第四电压型继电器常开触点KV43串接第四故障指示灯MIL4后与报警电源DC3并接,与报警电源DC3构成第一开关模块的开关失效短路报警回路;第五电压型继电器常开触点KV52串接第五故障指示灯MIL5后与报警电源DC3并接,与报警电源DC3构成紧急停车电磁阀备用线圈断路报警回路;所述第一开关模块K1的控制端和第二开关模块K2的控制端相互并接后与柴油机主控模块的输岀相连接。

以上所述的紧急停车电磁阀为双线圈紧急停车电磁阀,即紧急停车电磁阀的线圈由主和备用两组线圈组成,两组线圈中只要任一组线圈通电或两组线圈同时通电,紧急停车电磁阀得磁动作关闭其控制的断气或断油的阀门,实现柴油机紧急停车;两组线圈均为失电状态时,紧急停车电磁阀处于失磁状态,紧急停车电磁阀控制的断气或断油的阀门处于开启。本发明设定紧急停车电磁阀的两组线圈中一组为紧急停车电磁阀主线圈VC1,另一组则为紧急停车电磁阀备用线圈VC2。

以上所述的第一开关模块K1和第二开关模块K2当为完好状态时:在接收到柴油机主控模块发岀的紧急停车(机)控制信号,相应控制的开关接通,即第一开关模块K1的开关接通,第二开关模块K2的开关接通;在未接收到柴油机主控模块发岀的紧急停车(机)控制信号,相应控制的开关处于断开状态,即第一开关模块K1的开关处于断开状态、第二开关模块K2的开关处于断开状态。

以上所述在接收到柴油机主控模块发岀的紧急停车(机)控制信号,也就是说本发明的紧急停车电路在接收到柴油机主控模块发岀的紧急停车(机)控制信号,此时紧急停车电路工作在控制柴油机紧急停车。

以上所述在未接收到柴油机主控模块发岀的紧急停车(机)控制信号,也就是说本发明的紧急停车电路在未接收到柴油机主控模块发岀的紧急停车(机)控制信号,此时紧急停车电路工作在非控制柴油机紧急停车。

但在实际工作中:由于紧急停车电磁阀备用线圈VC2使用频率不高,所以第二开关模块K2的开关不容易损坏;但紧急停车电磁阀主线圈VC1相对紧急停车电磁阀备用线圈VC2来说:使用频率高,如当紧急停车电磁阀主线圈VC1多次使用后导致其线圈短路就很容易将第一开关模块K1开关烧短路,则在非控制柴油机紧急停车期间紧急停车电磁阀回路也存在过流,或非紧急停车期间,由于第一开关模块K1开关失效短路,引起误紧急停车等。故本发明中认定所述的第二开关模块K2为完好状态,第一开关模块K1为未知状态。

在柴油机工作过程中,由于只要紧急停车主回路正常,紧急停车备用回路就一直处于闲置状态,即紧急停车电磁阀备用线圈VC2就一直处于闲置状态,而在这闲置状态中紧急停车电磁阀备用线圈VC2是否断路用户无法知晓。当紧急停车时,检测识别到紧急停车主回路过流或欠流,切换到紧急停车备用回路进行紧急停车,若此时紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于断路,则柴油机紧急停车电路将无法通过紧急停车备用回路使紧急停车电磁阀备用线圈VC2通电得磁进行紧急停车。

以上所述的二极管D1、D2及D3为开关二极管,且二极管D1和D2选用硅开关二极管,二极管D3选用硅开关二极管或锗开关二极管。

以上所述的开关管100为N型MOS管或NPN型三极管,且釆用的N型MOS管为N沟道增强型MOS管,釆用的NPN型三极管为NPN型开关三极管;当开关管100为N型MOS管时,N型MOS管的栅极(G)为开关管100的控制端,N型MOS管的漏极(D)为开关管100的高电位端,N型MOS管的源极(S)为开关管100的低电位端,且在第二开关模块K2的开关处于断开,第一开关模块K1的开关处于接通(短路)时,通过电阻R1和电阻R2调节栅源间电压,使开关管100导通饱和;当开关管100为NPN型三极管时,NPN型三极管的基极为开关管100的控制端,NPN型三极管的集电极为开关管100的高电位端,NPN型三极管的发射极为开关管100的低电位端,且在第二开关模块K2的开关处于断开,第一开关模块K1的开关处于接通(短路)时,通过电阻R1和电阻R2调节基极电流,使开关管100导通饱和。当第二开关模块K2的开关接通,即二极管D3导通时,二极管D3阳极到停车电源DC1的负极电位被钳位在0.7V左右以下电平,从而阳极与二极管D3阳极相接的二极管D1,其阳极到停车电源DC1负极的电位等于二极管D3阳极到停车电源DC1负极被钳位的电位,即二极管D1阳极到停车电源DC1负极的电位被钳位在0.7V左右以下电平,故正向顺串的二极管D1和二极管D2截止,无导通控制信号送至开关管100的控制端,此时第一开关模块K1的开关接通与否,开关管100均截止。当第一开关模块K1的开关处于断开时,开关管100釆用N型MOS管,无论第二开关模块K2的开关接通与否,N型MOS管栅源间均无电压,N型MOS管截止;当第一开关模块K1的开关处于断开时,开关管100釆用NPN型三极管,无论第二开关模块K2的开关接通与否,NPN型三极管的基极均无电流,NPN型三极管截止。

对于开关管100为NPN型三极管来说:当第二开关模块K2的开关处于断开,即二极管D3处于截止时,若第一开关模块K1的开关处于接通(短路),则停车电源DC1或备用电源DC2经电阻R1、二极管D1、二极管D2分流到NPN型三极管基极电流,满足NPN型三极管导通饱和要求,NPN型三极管导通饱和,否则,停车电源DC1或备用电源DC2经电阻R1、二极管D1、二极管D2分流到NPN型三极管基极电流为零,NPN型三极管截止;当第二开关模块K2的开关接通,即二极管D3导通时,二极管D3阳极到停车电源DC1的电位被钳位在0.7V左右以下电平,从而阳极与二极管D3阳极相接的二极管D1,其阳极到停车电源DC1负极的电位等于二极管D3阳极到停车电源DC1被钳位的电位,即二极管D1阳极到停车电源DC1负极的电位被钳位在0.7V左右以下电平,故正向顺串的二极管D1和二极管D2不通,无电流送NPN型三极管的基极,此时无论第一开关模块K1的开关接通与否,NPN型三极管均截止。

对于开关管100为N型MOS管来说:当第二开关模块K2的开关处于断开,即二极管D3处于截止时,若第一开关模块K1的开关处于接通(短路),则停车电源DC1或备用电源DC2经电阻R1、二极管D1、二极管D2、电阻R2分压到N型MOS管的栅源间电压,满足N型MOS管导通饱和要求,N型MOS管导通饱和,否则,停车电源DC1或备用电源DC2经电阻R1、二极管D1、二极管D2、电阻R2分压到N型MOS管的栅源间电压为零,N型MOS管截止;当第二开关模块K2的开关接通,即二极管D3导通时,二极管D3阳极到停车电源DC1的电位被钳位在0.7V左右以下电平,从而阳极与二极管D3阳极相接的二极管D1,其阳极到停车电源DC1负极的电位等于二极管D3阳极到停车电源DC1被钳位的电位,即二极管D1阳极到停车电源DC1负极的电位被钳位在0.7V左右以下电平,故正向顺串的二极管D1和二极管D2不通,无电压加至N型MOS管的栅极,此时无论第一开关模块K1的开关接通与否,N型MOS管均截止。

当开关管100处于截止,则第四电压型继电器线圈KV41无电流通过,第四电压型继电器不工作,第四电压型继电器的触点处于静态。

当开关管100处于导通饱和,则第四电压型继电器线圈KV41有电流通过,第四电压型继电器工作,第四电压型继电器的触点处于动态。

当认定第二开关模块K2为完好状态,在第二开关模块K2的处于开关断开期间:开关管100截止,即第四电压型继电器的触点处于静态,则说明第一开关模块K1的开关同样处于断开为完好;开关管100导通饱和,即第四电压型继电器的触点处于动态,则认定第一开关模块K1的开关处于接通(短路)为损坏。

当认定第二开关模块K2为完好状态,在第二开关模块K2的开关接通期间:无论第一开关模块K1的开关是否接通,开关管100均截止,第四电压型继电器的触点均处于静态,即在第二开关模块K2的开关接通期间,则开关失效短路检测回路不对第一开关模块K1的开关是否损坏检测识别。

以上所述的二极管D4、D5、及D6为开关二极管,且二极管D5和D6选用硅开关二极管,二极管D4选用硅开关二极管或锗开关二极管。

以上所述的开关管200为N型MOS管或NPN型三极管,且釆用的N型MOS管为N沟道增强型MOS管,釆用的NPN型三极管为NPN型开关三极管;当开关管200为N型MOS管时,N型MOS管的栅极(G)为开关管200的控制端,N型MOS管的漏极(D)为开关管200的高电位端,N型MOS管的源极(S)为开关管200的低电位端;当开关管200为NPN型三极管时,NPN型三极管的基极为开关管200的控制端,NPN型三极管的集电极为开关管200的高电位端,NPN型三极管的发射极为开关管200的低电位端。当第二开关模块K2的开关处于接通:⑴若第二电压型继电器常开触点KV22处于断开,紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于非断路状态时,二极管D4导通,二极管D4阳极到停车电源DC1的负极电位被钳位在0.7V左右以下电平,从而阳极与二极管D4阳极相接的二极管D6,其阳极到停车电源DC1负极的电位等于二极管D4阳极到停车电源DC1负极被钳位的电位,即二极管D6阳极到停车电源DC1负极的电位被钳位在0.7V左右以下电平,故正向顺串的二极管D6和二极管D5截止,无导通控制信号送至开关管200的控制端,开关管200截止;⑵若第二电压型继电器常开触点KV22处于接通时,不论紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于何种状态,二极管D6阳极到停车电源DC1负极的电位被第二开关模块K2的开关钳位在0V左右,故正向顺串的二极管D6和二极管D5截止,无导通控制信号送至开关管200的控制端,开关管200截止;⑶若第二电压型继电器常开触点KV22处于断开,紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于断路状态时,停车电源DC1和备用电源DC2无法通过紧急停车电磁阀备用线圈VC2经电阻R3送达二极管D4和二极管D6的阳极,二极管D6阳极到停车电源DC1负极的电位为0V,故无导通控制信号送至开关管200的控制端,开关管200截止;综上述⑴、⑵及⑶点可知:当第二开关模块K2的开关处于接通时,无导通控制信号送至开关管200的控制端,开关管200截止。当第二开关模块K2的开关处于断开:⑴若第二电压型继电器常开触点KV22处于断开,紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于非断路状态时,二极管D4截止,停车电源DC1或备用电源DC2通过紧急停车电磁阀备用线圈VC2经电阻R3、二极管D6、二极管D5及电阻R4将开关管200的导通控制信号送至开关管200的控制端,开关管200导通饱和;⑵若第二电压型继电器常开触点KV22处于断开,紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于断路状态时,停车电源DC1和备用电源DC2无法通过紧急停车电磁阀备用线圈VC2经电阻R3送达二极管D6的阳极,二极管D6阳极到停车电源DC1负极的电位为0V,故无导通控制信号送至开关管200的控制端,开关管200截止;⑶若第二电压型继电器常开触点KV22处于接通,紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于非断路状态时,二极管D4截止,停车电源DC1或备用电源DC2通过紧急停车电磁阀备用线圈VC2经电阻R3、二极管D6、二极管D5及电阻R4将开关管200的导通控制信号送至开关管200的控制端,开关管200导通饱和;⑷若第二电压型继电器常开触点KV22处于接通,紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于断路状态时,停车电源DC1和备用电源DC2无法通过紧急停车电磁阀备用线圈VC2经电阻R3送达二极管D6的阳极,二极管D6阳极到停车电源DC1负极的电位为0V,故无导通控制信号送至开关管200的控制端,开关管200截止;综上述⑴、⑵、⑶及⑷点可知:①当第二开关模块K2的开关处于断开,且紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于非断路状态时,导通控制信号送至开关管200的控制端,开关管200导通饱和;②当第二开关模块K2的开关处于断开,且紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于断路状态时,无导通控制信号送至开关管200的控制端,开关管200截止;其实在本发明中:当第二开关模块K2的开关处于断开状态时,第二电压型继电器常开触点KV22处于接通的情况不存在。

当第二开关模块K2的开关处于接通,且第二电压型继电器常开触点KV22处于断开,紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于非断路状态(认定为完好)时,二极管D4导通,开关管200截止,停车电源DC1或备用电源DC2通过紧急停车电磁阀备用线圈VC2经电阻R3和二极管D4构成的支路及电阻R6和光电耦合器U中发光二极管构成的支路至第二开关模块K2的开关形成通电回路,本发明此时对电阻R3和电阻R6的阻值选择满足以下要求:流经电阻R3和电阻R6的电流之和在紧急停车电磁阀要求的紧急停车电磁阀备用线圈VC2的最小维持电流的五分之三至三分之一之间,且包括五分之三和三分之一,且流经电阻R6的电流满足光电耦合器U中发光二极管发光使其受光的光敏三极管导通饱和的要求。从而实现:在紧急停车期间,第二电压型继电器常开触点KV22处于断开状态,即紧急停车备用回路处于待用时,既对紧急停车备用回路中紧急停车电磁阀备用线圈VC2预通电,又使光电耦合器U中发光二极管发光使其受光的光敏三极管导通饱和;待切换到紧急停车备用回路进行紧急停车,即待第二电压型继电器常开触点KV22处于接通时:不仅使紧急停车电磁阀备用线圈VC2快速进入正常通流得磁,紧急停车电磁阀快速动作将控制的阀门关闭,进行紧急停车;又因电阻R6和光电耦合器U中发光二极管构成的支路无电流通过,使光电耦合器U中受光的光敏三极管截止。

当第二开关模块K2的开关处于接通和第二电压型继电器常开触点KV22处于断开时,若紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于断路,则电阻R6和光电耦合器U中发光二极管构成的支路无电流通过,光电耦合器U中受光的光敏三极管截止,否则,电阻R6和光电耦合器U中发光二极管构成的支路有电流通过,光电耦合器U中发光二极管发光使其受光的光敏三极管导通饱和。

当第二开关模块K2的开关处于断开,不论紧急停车电磁阀备用线圈VC2是否处于断路状态,电阻R6和光电耦合器U中发光二极管构成的支路均无电流通过,即光电耦合器U中受光的光敏三极管均处于截止。

当第二开关模块K2的开关处于断开,即二极管D4支路不通,且紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于非断路状态(认定为完好)时,通过选择电阻R4和R5的阻值,使停车电源DC1或备用电源DC2通过紧急停车电磁阀备用线圈VC2经电阻R3、二极管D6、二极管D5及电阻R4送至开关管200控制端的导通控制信号满足开关管200导通饱和要求。本发明优选开关管200为N型MOS管。

当开关管200和光电耦合器U中受光的光敏三极管均处于截止时,第五电压型继电器线圈KV51不通电,即第五电压型继电器的触点处于静态,第五电压型继电器常开触点KV52处于断开状态,第五故障指示灯MIL5处于熄灭。

当开关管200导通饱和或/和光电耦合器U中受光的光敏三极管导通饱和时,第五电压型继电器线圈KV51通电,即第五电压型继电器的触点处于动态,第五电压型继电器常开触点KV52处于接通状态,第五故障指示灯MIL5处于点亮。

以上所述的紧急停车主回路欠流切换控制回路,用于:当紧急停车期间接收到紧急停车电磁阀主线圈回路发岀的欠流控制信号时,控制切换到紧急停车备用回路进行紧急停车;紧急停车电磁阀欠流切换控制回路并借给予当紧急停车主回路过流时,控制切换到紧急停车备用回路进行紧急停车。

以上所述的紧急停车主回路过流及第一开关模块的开关失效短路控制回路:用于紧急停车期间紧急停车主回路过流和非紧急停车期间第一开关模块的开关失效短路时,对紧急停车主回路进行物理切断保护,并通过紧急停车主回路过流及第一开关模块失效报警回路进行第二故障指示灯MIL2报警提示,且对紧急停车主回路的物理切断保护保持到待撤去停车电源DC1和备用电源DC2时终止(解除),否则,对紧急停车主回路的物理切断保护一直保持在柴油机以后的紧急停车期间和非紧急停车期间,即一直保持在柴油机以后的整个执行过程中。当紧急停车期间接收到紧急停车主回路发岀的过流控制信号时,对紧急停车主回路进行物理切断保护,并一直保持在柴油机以后的整个执行过程中,待撤去停车电源DC1和备用电源DC2时终止(解除);当非紧急停车期间接收到第一开关模块的开关失效短路控制信号时,对紧急停车主回路进行物理切断/保持切断保护,并一直保持在柴油机以后的整个执行过程中,待撤去停车电源DC1和备用电源DC2时终止(解除);当非紧急停车期间检测到第一开关模块的开关失效短路,对紧急停车主回路进行物理切断保护,还解决了由于非紧急停车期间第一开关模块的开关失效短路造成误急停的问题。当紧急停车主回路处于过流及第一开关模块的开关失效短路控制回路对其进行的物理切断保护状态,则对柴油机紧急停车时,直接通过紧急停车主回路欠流切换控制回路,控制切换到紧急停车备用回路进行紧急停车。

以上所述第一故障指示灯MIL1用于紧急停车期间紧急停车主回路未进行物理切断保护的情况下的欠流提示,即在第三电压型继电器常闭触点KV33未断开情况下的欠流提示,当第一故障指示灯MIL1点亮时,说明紧急停车主回路有可能接触不良电阻变大或急停车电磁阀主线圈VC1断路或该回路其他地方断路,如第一开关模块的开关失效开路,当然也包括所供电源有可能损坏导致供流不足。

紧急停车主回路过流及第一开关模块的开关失效短路控制回路接收到过流或第一开关模块的开关失效短路控制信号,第三电压型继电器通电自锁/保持自锁,第三电压型继电器的触点处于动作状态。

以上所述的第二故障指示灯MIL2用于第三电压型继电器的触点处于动作状态时,点亮第二故障指示灯MIL2,点亮的第二故障指示灯MIL2,说明紧急停车主回路过流或/和第一开关模块的开关失效短路:

①当第二故障指示灯MIL2在柴油机紧急停车期间由熄灭被点亮,说明紧急停车主回路过流;

②当第二故障指示灯MIL2在柴油机非紧急停车期间由熄灭被点亮,说明第一开关模块的开关失效短路;

③当在柴油机紧急停车和非紧急停车期间,第四故障指示灯MIL4一直保持熄灭状态,则,点亮的第二故障指示灯MIL2,说明紧急停车主回路过流;

④当第二故障指示灯MIL2在柴油机紧急停车期间由熄灭点亮后,第四故障指示灯MIL4会在非紧急停车期间被点亮,则后续处于点亮的第二故障指示灯MIL2,说明紧急停车主回路过流和第一开关模块的开关失效短路;

⑤当第二故障指示灯MIL2在柴油机非紧急停车期间由熄灭点亮后,则后续处于点亮的第二故障指示灯MIL2,说明第一开关模块的开关失效短路。

以上所述的第四故障指示灯MIL4,用于第一开关模块K1的开关在柴油机非紧急停车期间失效短路提示,若柴油机在非紧急停车期间,第一开关模块K1的开关失效短路,则点亮第四故障指示灯MIL4,否则保持熄灭。本发明由于认定第二开关模块K2为完好状态,故在柴油机紧急停车期间,第四故障指示灯MIL4处于熄灭状态。

以上所述的第三故障指示灯MIL3用于停车电源DC1失效时提示,当停车电源第三故障指示灯MIL3点亮时,说明停车电源DC1输岀电压低于第一电压型继电器线圈KV11维持电压或等于零,这里当停车电源DC1输岀电压低于第一电压型继电器线圈KV11维持电压或等于零时认定为停车电源DC1失效(或叫停车电源DC1失电或失压)。

以上所述的第五故障指示灯MIL5,用于柴油机在非紧急停车期间(第二开关模块K2的开关处于断开状态)和在紧急停车期间紧急停车备用回路处于待用状态(第二开关模块K2的开关处于接通状态,且第二电压型继电器常开触点KV22处于断开)时,若紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于非断路状态,点亮第五故障指示灯MIL5,提示用户紧急停车电磁阀备用线圈VC2接触完好,否则,熄灭第五故障指示灯MIL5,提示用户紧急停车电磁阀备用线圈VC2断路。

以上所述第一电压型继电器线圈KV11的额定电压大于停车电源DC1的额定电压,有利于使第一电压型继电器线圈KV11维持电压接近停车电源DC1的额定电压,但又要确保第一电压型继电器的触点从静态正常变成动态,本发明选用第一电压型继电器线圈KV11的额定电压等于停车电源DC1的额定电压的106%。

以上所述的第一电压型继电器双向触点KV12,第二电压型继电器常开触点KV22,以及第三电压型继电器常闭触点KV33允许流过的最大电流均大于或等于停止电源DC1的额定电流。

以上所述的第一电流型继电器线圈KI11:当流过的电流大于等于其额定电流时第一电流型继电器的触点动作,即常开触点接通,常闭触点断开;当流过的电流小于其额定电流时第一电流型继电器的触点处于静态,即常开触点断开,常闭触点接通。

以上所述的第二电流型继电器线圈KI21:当流过的电流大于其额定电流时第二电流型继电器的触点动作,即常开触点接通,常闭触点断开;当流过的电流小于等于其额定电流时第二电流型继电器的触点处于静态,即常开触点断开,常闭触点接通。

以上所述第一电流型继电器线圈KI11的额定电流设定等于急停车电磁阀主线圈VC1的最小维持电流;所述第二电流型继电器线圈KI21的额定电流设定等于急停车电磁阀主线圈VC1的最大允许电流。

以上所述的紧急停车电磁阀主线圈VC1的最小维持电流是指能够保证紧急停车电磁阀正常工作流过紧急停车电磁阀主线圈VC1的最小电流。

以上所述的紧急停车电磁阀主线圈VC1的最大允许电流是指能够保证紧急停车电磁阀正常工作,且不会烧坏紧急停车电磁阀主线圈VC1的最大工作电流。

紧急停车时当紧急停车电磁阀主线圈VC1流过的电流在其最小维持电流至最大允许电流之间时,本发明认定紧急停车电磁阀主线圈VC1处于正常工作状态,否则,认定紧急停车主回路岀现故障。

以上所述的紧急停车电磁阀备用线圈VC2的最小维持电流是指能够保证紧急停车电磁阀正常工作流过紧急停车电磁阀备用线圈VC2的最小电流。

本发明认定能保证第一电压型继电器的触点吸合(动作)时停车电源DC1的输岀为正常输岀。

以上所述的紧急停车电路的停车电源DC1与备用电源DC2切换过程如下:

1)当停车电源DC1输岀为正常时,第一电压型继电器线圈KV11得电,第一电压型继电器的触点动作:

⑴第一电压型继电器双向触点KV12的公共端与常开端接通,停车电源DC1向停车回路供电;

⑵第一电压型继电器常闭触点KV13断开,第三故障指示灯MIL3熄灭;

2)当停车电源DC1失效时,第一电压型继电器线圈KV11失电,第一电压型继电器的触点恢复为静态:

⑴第一电压型继电器双向触点KV12的公共端与常闭端接通,切换到备用电源(DC2)向停车回路供电;

⑵第一电压型继电器常闭触点KV13接通,第三故障指示灯MIL3点亮,提示用户停车电源DC1失效;

3)在备用电源DC2向停车回路供电期间,待停车电源DC1输岀恢复为正常时,第一电压型继电器线圈KV11得电,第一电压型继电器的触点动作:

⑴第一电压型继电器双向触点KV12的公共端与常开端接通,恢复停车电源DC1向停车回路供电;

⑵第一电压型继电器常闭触点KV13断开,点亮的第三故障指示灯MIL3熄灭。

以上所述的紧急停车电路的控制停车回路的过程如下:

1、认定第二开关模块K2完好,第一开关模块K1好坏设为为未知:

当柴油机主控模块向第一开关模块K1和第二开关模块K2发岀紧急停车控制信号期间,第二开关模块K2的开关接通,第一开关模块K1的开关是否接通为未知,

当柴油机主控模块未向第一开关模块K1和第二开关模块K2发岀紧急停车控制信号期间,第二开关模块K2的开关断开,第一开关模块K1的开关是否断开为未知;

2、当第二开关模块K2的开关处于接通状态,即紧急停车期间,则开关管100截止,开关管200截止:

1)开关管100截止,第四电压型继电器的触点处于静态,不对第三电压型继电器产生控制信号,且第四故障指示灯MIL4为熄灭,

2)开关管200截止,第五电压型继电器线圈KV51由光电耦合器U中的光敏三极管导通与截止控制是否通电:

⑴当第二电压型继电器常开触点KV22处于断开,即紧急停车备用回路处于待用状态时:

①若紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于非断路状态,则经电阻R3和二极管D4构成的支路及电阻R6和光电耦合器U中发光二极管构成的支路共同对待用的紧急停车备用回路中紧急停车电磁阀备用线圈VC2预通电,并设定预通电电流在紧急停车电磁阀备用线圈VC2的最小维持电流的五分之三至三分之一之间,且光电耦合器U中发光二极管发光使其受光的光敏三极管导通饱和,第五电压型继电器线圈KV51通电,第五电压型继电器的触点处于动态,第五电压型继电器常开触点KV52处于接通状态,第五故障指示灯MIL5点亮,提示用户待用的紧急停车备用回路中紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于非断路状态,运用紧急停车备用回路可以完成紧急停车,

②若紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于断路,则紧急停车电磁阀备用线圈VC2中无电流通过,电阻R3和二极管D4构成的支路及电阻R6和光电耦合器U中发光二极管构成的支路均无电流,光电耦合器U中发光二极管不发光,其受光的光敏三极管截止,第五电压型继电器线圈KV51不通电,第五电压型继电器的触点处于静态,第五电压型继电器常开触点KV52处于断开状态,第五故障指示灯MIL5熄灭,提示用户待用的紧急停车备用回路中紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于断路状态,运用紧急停车备用回路不能完成紧急停车,

⑵当第二电压型继电器常开触点KV22处于接通,对电阻R3和二极管D4构成的支路及电阻R6和光电耦合器U中发光二极管构成的支路同时短接,紧急停车备用回路进行紧急停车控制:

①光电耦合器U中受光的光敏三极管截止,不对紧急停车电磁阀备用线圈VC2是否断路检测,第五电压型继电器线圈KV51不通电,第五故障指示灯MIL5熄灭,此时第五故障指示灯MIL5指示不表示紧急停车电磁阀备用线圈VC2断路,

②若紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于非断路状态,紧急停车电磁阀备用线圈VC2快速进入正常通流得磁,紧急停车电磁阀快速动作将控制的阀门关闭,进行紧急停车,否则,紧急停车电磁阀备用线圈VC2无电流通过,紧急停车电磁阀不能将控制的阀门关闭,即紧急停车电磁阀不能完成紧急停车,

3)待第二开关模块K2的开关断开,即待进入非紧急停车期间时,第二电压型继电器常开触点KV22断开/保持断开;

3、当第二开关模块K2的开关处于断开状态,即非紧急停车期间,光电耦合器U中受光的光敏三极管截止,第五电压型继电器线圈KV51由开关管200的导通与截止控制是否通电,且第一开关模块K1的开关通断控制开关管100的截止与通导:

1)若第一开关模块K1的开关处于断开,则开关管100截止,第四电压型继电器的触点处于静态,不对第三电压型继电器产生控制信号,第四故障指示灯MIL4为熄灭,

2)若第一开关模块K1的开关处于接通,则开关管100导通饱和,第四电压型继电器的触点处于动态:

⑴第四电压型继电器常开触点KV42接通,对第三电压型继电器产生控制信号,若第三电压型继电器处于通电自锁,则第三电压型继电器保持通电自锁,否则,触发第三电压型继电器通电并自锁,

⑵第四电压型继电器常开触点KV43接通,点亮第四故障指示灯MIL4,提示用户在非紧急停车期间第一开关模块K1的开关失效短路,

3)开关管200对第五电压型继电器线圈KV51是否通电的控制:

⑴当紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于非断路状态,则开关管200导通饱和,第五电压型继电器线圈KV51通电,第五电压型继电器的触点处于动态,第五电压型继电器常开触点KV52处于接通状态,第五故障指示灯MIL5点亮,提示用户非紧急停车期间紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于非断路状态,

⑵当紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于断路状态,则开关管200截止,第五电压型继电器线圈KV51不通电,第五电压型继电器的触点处于静态,第五电压型继电器常开触点KV52处于断开状态,第五故障指示灯MIL5熄灭,提示用户非紧急停车期间紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于断路,紧急停车备用回路不能完成紧急停车任务,

4)无论第一电流型继电器常闭触点KI12接通与否,第二电压型继电器线圈KV21均不得电,第二电压型继电器的触点处于静态,第一故障指示灯MIL1熄灭;

4、当第二开关模块K2的开关处于接通状态,即紧急停车期间:

1)若识别到紧急停车电磁阀主线圈VC1通过的电流大于其最大允许电流时,第二电流型继电器的触点处于动态,即第二电流型继电器常开触点KI22接通,对第三电压型继电器产生控制信号,若第三电压型继电器处于通电自锁,则第三电压型继电器保持通电自锁,否则,触发第三电压型继电器通电并自锁,

2)若识别到紧急停车电磁阀主线圈VC1通过的电流小于等于最大允许电流时,第二电流型继电器的触点处于静态,即第二电流型继电器常开触点KI22断开,不对第三电压型继电器产生控制信号;

5、当第三电压型继电器处于通电,即第三电压型继电器的触点处于动态:

1)串接在紧急停车主回路中的第三电压型继电器常闭触点KV33断开,对紧急停车主回路进行物理切断保护,

2)第三电压型继电器双向触点KV34的公共端与常开端接通,点亮第二故障指示灯MIL2,提示用户紧急停车主回路过流或/和第一开关模块的开关失效短路:

⑴当第二故障指示灯MIL2在柴油机紧急停车期间由熄灭被点亮,说明紧急停车主回路过流,

⑵当第二故障指示灯MIL2在柴油机非紧急停车期间由熄灭被点亮,说明第一开关模块K1的开关失效短路,

⑶当在柴油机紧急停车和非紧急停车期间,第四故障指示灯MIL4一直保持熄灭状态,则,点亮的第二故障指示灯MIL2,说明紧急停车主回路过流,

⑷当第二故障指示灯MIL2在柴油机紧急停车期间由熄灭点亮后,第四故障指示灯MIL4会在非紧急停车期间被点亮,则后续处于点亮的第二故障指示灯MIL2,说明紧急停车主回路过流和第一开关模块K1的开关失效短路,

⑸当第二故障指示灯MIL2在柴油机非紧急停车期间由熄灭点亮后,则后续处于点亮的第二故障指示灯MIL2,说明第一开关模块K1的开关失效短路;

6、当第二开关模块K2的开关处于接通状态,即紧急停车期间,待紧急停车电磁阀主线圈VC1通过的电流小于其最小维持电流时,第一电流型继电器的触点处于静态,第一电流型继电器常闭触点KI12接通,第二电压型继电器线圈KV21得电,第二电压型继电器的触点处于动态:

1)第二电压型继电器常开触点KV22接通,若紧急停车电磁阀备用线圈VC2处于非断路状态,则紧急停车电磁阀备用线圈VC2由预通电快速进入正常通流得磁,紧急停车电磁阀快速动作将控制的阀门关闭,进行紧急停车,否则,紧急停车备用回路不能完成紧急停车任务,

2)第二电压型继电器常开触点KV23接通:

⑴若第三电压型继电器的触点处于静态,即第三电压型继电器双向触点KV34的公共端与常闭端接通时,点亮第一故障指示灯MIL1,提示用户未进行物理切断保护的紧急停车主回路的欠流,

⑵若第三电压型继电器的触点处于动态,即第三电压型继电器双向触点KV34的公共端与常闭端断开,第一故障指示灯MIL1熄灭;

7、当流过紧急停车电磁阀主线圈VC1的电流小于等于其最大允许电流,大于等于其最小维持电流时,紧急停车主回路控制柴油机紧急停车;

8、当第三电压型继电器通电自锁后,待撤去停车电源DC1和备用电源DC2,第三电压型继电器的触点由动态恢复为静态。

以上所述的紧急停车电磁阀备用线圈VC2的最小维持电流是指:保证紧急停车电磁阀正常工作而流过紧急停车电磁阀备用线圈VC2的最小电流。

本发明中:由于偏置电阻R4和R5的阻值很大,故紧急停车时一旦切换到紧急停车备用回路进行进行急停,待第二开关模块K2的开关断开后,第二电压型继电器线圈KV21经其闭合的第二电压型继电器常开触点KV22构成的通路电流很小,故流过第二电压型继电器线圈KV21的电流远远小于第二电压型继电器保持吸合的要求,即待第二开关模块K2的开关断开后,第二电压型继电器的触点恢复为静态。

再多了解一些
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