多功能起重机绝缘监测装置的制作方法

本实用新型属于多功能重机安全监控领域，尤其涉及一种多功能起重机绝缘监测装置。

背景技术：

电解铝行业车间使用的关键生产设备是电解多功能起重机机组，该机组承担着对电解槽打壳、下料、提升母线、更换阳极和出铝的维护任务。在对电解槽进行维护作业的过程中，机组的作业工具经常与电解槽直流电接触，而机组上的电气设备大多采用交直流电源驱动，加之自控设备在电解多功能起重机组上的广泛应用，就要求机组不同功能区域之间的绝缘隔离必须良好、可靠；只有这样才能有效的防止交直流短路、电解直流接地事故的发生，确保机组操作人员、设备和电解系列的安全。

技术实现要素：

本实用新型就是针对上述问题，提供一种效率高、安全性高应用于电解铝行业车间的多功能起重机绝缘监测装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，本实用新型包括供电电路、PLC控制输入电路、检测电路、液晶显示操作面板、报警输出电路和单片机控制器，其结构要点单片机控制器的电源端口与供电电路相连，单片机控制器的报警点信息输出端口通过PLC控制输入电路与PLC相连，单片机控制器的信号传输端口与液晶显示操作面板的信号传输端口相连；单片机控制器的报警信号输出端口与报警输出电路的报警信号输入端口相连。

所述检测电路包括直流电源、电流传感器、延时继电器、限流电阻，延时继电器的控制信号输入端口与单片机控制器的控制信号输出端口相连，电流传感器的检测信号输出端口与单片机控制器的检测信号输入端口相连，延时继电器的第一常开开关一端与直流电源正极相连，延时继电器的第一常开开关另一端为第一检测连接点，延时继电器的第二常开开关一端为第二检测连接点，延时继电器的第二常开开关另一端依次通过限流电阻、电流传感器与直流电源负极相连。

所述PLC通过PLC控制输出电路与LED显示器相连。

作为一种优选方案，本实用新型所述单片机控制器包括AD77O5芯片和8031单片机，AD77O5芯片的1脚与8031单片机的P1.0端口相连，AD77O5芯片的13脚与8031单片机的P1.1端口相连，AD77O5芯片的12脚与8031单片机的P1.2端口相连，AD77O5芯片的4脚接地，AD77O5芯片的15脚接+5V电源，AD77O5芯片的16脚接地，AD77O5芯片的5脚通过10K欧姆电阻接+5V电源，AD77O5芯片的6脚接所述电流传感器的检测信号输出端口。

作为另一种优选方案，本实用新型所述延时继电器的延时为5秒。

其次，本实用新型延时继电器、第一检测连接点、第二检测连接点的组合为八组，每组延时继电器的第一常开开关一端相连，每组的延时继电器的第二常开开关另一端相连，组成八组并联结构。

另外，本实用新型所述PLC控制输入电路采用可编程控制器数字量输入模块1769-IM12，PLC控制输出电路采用数字量输出模块1769-OW16。

本实用新型有益效果。

本实用新型包括供电电路、PLC控制输入电路、检测电路、液晶显示操作面板、报警输出电路和单片机控制器，适合对铝电解多功能起重机上各部件的绝缘情况进行监视和测试，具有多路循环检测，故障和报警输出，绝缘电阻值显示等功能。绝缘检测装置可对多功能起重机机组不同功能区域之间的绝缘部位进行连续的在线检测，并将检测到的绝缘数据、绝缘故障信号及时准确的传送到机组的PLC控制系统，通过PLC控制程序对绝缘故障点及时反馈给机组操作人员，避免导致重大危险事故的发生。先进的、可靠的绝缘检测系统能够快速的定位绝缘故障点，并且能够准确判断出绝缘故障的性质，协助机组人员快速、高效的处理绝缘故障，减少了操作人员及维修人员的工作量，提高工作效率的同时，也提高了设备的安全性能。

本实用新型提高了设备的先进性，方便操作，针对每一个报警点进行汉字显示，当出现需要解决的故障时，不用上车查看程序，通过本系统就能了解是哪个监测回路绝缘出现了问题，提高了由于绝缘问题引发故障的检修工作效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1是本实用新型的原理系统框图。

图2是本实用新型的检测回路电路图。

图3是本实用新型的输出显示简图。

图4是本实用新型单片机控制器电路图。

具体实施方式

如图所示，本实用新型包括供电电路、PLC控制输入电路、检测电路、液晶显示操作面板、报警输出电路和单片机控制器，单片机控制器的电源端口与供电电路相连，单片机控制器的报警点信息输出端口通过PLC控制输入电路与PLC相连，单片机控制器的信号传输端口与液晶显示操作面板的信号传输端口相连；单片机控制器的报警信号输出端口与报警输出电路的报警信号输入端口相连。

所述检测电路包括直流电源、电流传感器、延时继电器、限流电阻，延时继电器的控制信号输入端口与单片机控制器的控制信号输出端口相连，电流传感器的检测信号输出端口与单片机控制器的检测信号输入端口相连，延时继电器的第一常开开关一端与直流电源正极相连，延时继电器的第一常开开关另一端为第一检测连接点，延时继电器的第二常开开关一端为第二检测连接点，延时继电器的第二常开开关另一端依次通过限流电阻、电流传感器与直流电源负极相连。

所述PLC通过PLC控制输出电路与LED显示器相连。

所述单片机控制器包括AD77O5芯片和8031单片机，AD77O5芯片的1脚与8031单片机的P1.0端口相连，AD77O5芯片的13脚与8031单片机的P1.1端口相连，AD77O5芯片的12脚与8031单片机的P1.2端口相连，AD77O5芯片的4脚接地，AD77O5芯片的15脚接+5V电源，AD77O5芯片的16脚接地，AD77O5芯片的5脚通过10K欧姆电阻接+5V电源，AD77O5芯片的6脚接所述电流传感器的检测信号输出端口。AD7705芯片是一款16位的AD转换器，双通道同步采样，AD7705具有分辨率高、动态范围广、自校准等特点，A/D非线性失真低，抗干扰能力较强，能对微小信号进行有效的测量。

所述延时继电器的延时为5秒。

所述延时继电器、第一检测连接点、第二检测连接点的组合为八组，每组延时继电器的第一常开开关一端相连，每组的延时继电器的第二常开开关另一端相连，组成八组并联结构。可以检测8个回路。当接收到允许工作信号后，检测回路开始依次检测每个回路的绝缘电阻值，如果绝缘阻值小于单片机控制设置的报警阻值并且时间也达到了单片机控制器设置的报警时间，则报警输出电路发出报警信号，将每个检测回路的报警点信息分别传输到PLC输入电路中，同时通过PLC输出电路将信息传输给LED显示器，在显示器上显示是哪个检测回路出现了故障。

可以通过液晶显示操作面板进行检测回路的设置。单片机控制器控制相应的继电器K11、K12闭合，其它继电器断开，以确保只有一条检测回路接通，液晶显示操作面板相对应的“运行”LED指示灯常亮，电流传感器A会检测出流过检测回路的电流值，并将其转换成电压信号经A/D转换电路传给单片机控制器，单片机控制器根据欧姆定律R=U/I计算出当前检测回路检测接触点所测得的绝缘体的绝缘阻值。如果检测的绝缘阻值在设定的安全范围内，则继续切换到下一检测回路。如果检测到的绝缘阻值小于设置的报警值，并且持续时间超过设置的报警延时时间，报警输出电路报警，提醒机组操作人员。

所述PLC控制输入电路采用可编程控制器数字量输入模块1769-IM12，PLC控制输出电路采用数字量输出模块1769-OW16。

所述液晶显示操作面板可包括液晶显示器、通讯指示灯、复位指示灯、电源指示灯、运行状态指示灯、故障指示灯、报警指示灯、延时继电器输出指示灯、菜单向上、下、左、右导航键、取消键、确认键、接线端子。接通电源后，操作面板“电源”指示灯亮，“运行”指示灯亮，“通讯”指示灯亮，随后系统进入工作状态，系统将依次对8路回路进行检测，各路的检测时间为10秒，然后根据用户设定的检测时间对各回路进行检测。系统正常工作时，显示系统的工作数据，通过菜单对每个检测回路进行参数设定，分别为是否需要检测，检测阻值、检测时间、是否需要反馈、报警电阻值输出等功能。在面板上按键未动作超过60秒后，系统将自动显示目前所检测的回路及其绝缘电阻值。检测值和参数通过液晶部分进行显示，绝缘检测装置的状态可以通过液晶显示操作面板的指示灯进行显示。

所述LED显示器可采用LED汉字显示系统，LED显示器亮度高、工作电压低、功耗小、大型化、寿命长、耐冲击和性能稳定。供电电源5V，可采用485通讯接口进行PLC与本实用新型绝缘监测装置的信号传输。LED显示器可选用高亮度、高耐气候性、高发光密度的集成显示器。在可视距离内阳光直射屏幕表面时，显示内容清晰可见，具备自动亮度调节的功能。既能满足现场恶劣的工作环境，又能提升绝缘检测系统的使用性能。机组PLC控制系统对绝缘检测输出的绝缘数据进行分析，并把结果通讯传输给LED显示器，在LED显示器上输出相应的绝缘点的绝缘情况。

下面结合附图说明本实用新型的工作过程。

在液晶显示操作面板对检测回路参数设置完成后，按确认键进行工作，当检测到某一回路时，该路继电器闭合，其他回路继电器断开，该检测电路中电源在接触点两端加入直流电压，电流传感器测得电流，并且将电流转换成电压信号，通过A/D转换给单片机，单片机计算出当前检测回路检测点所测得的绝缘阻值，与设定的阻值和报警时间等进行比对，如果在安全范围内，则进行下一回路的检测，同时将信息输出给机组PLC控制器，机组PLC控制器将信息输出到汉字显示系统中。如果检测的绝缘阻值在小于设置的绝缘值，并且时间超过了报警延时时间，则进行报警输出同时将信息传输到机组PLC控制器中，机组PLC控制器将报警信息输出到汉字显示系统中。如1#固定吊绝缘点在绝缘正常的时候，在LED显示器上就会出现1#固定吊绝缘正常。1#固定吊绝缘点在绝缘破坏的时候，在LED显示器上就会出现1#固定吊绝缘异常。同时机组PLC控制器也会发出报警信号，对机组及操作人员进行安全提醒和保护。

可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型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，仍然可以对本实用新型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，都在本实用新型的保护范围之内。