X-射线矿石分选机的安全防护电气控制系统的制作方法

本实用新型属于矿石传感分选技术领域，尤其涉及一种X-射线矿石分选机的安全防护电气控制系统。

背景技术：

在矿石传感分选领域，由于金、银、铜、钨等有价元素的金属在矿石中的含量相对较少，矿石原矿在后期磨矿、选矿时，会消耗大量人力、物力和财力，所以需要对矿石进行预选。而X-射线矿石分选机可以对矿石中有用元素及其含量进行识别，并利用分选机构对具有不同含量元素的矿石进行预分选。是非磁性矿石传感分选中应用最有效、最广泛的分选方法。

由于机器故障或操作人员失误，即使是短时间直接暴露于分选机内部的X-射线下，也会导致人体组织受损，因此需要进行一系列的安全防护措施。目前所采取的防护措施是：在X-射线矿石分选机上设置X-射线传感器右侧防护门、X射线传感器左侧防护门和X射线发射源防护门，同时还在X-射线矿石分选机机旁和控制柜上设置了急停按钮开关。但仍无法避免人为操作失误，未关闭防护门时、急停按钮开关未处于工作状态时X-射线对人体造成的伤害。

技术实现要素：

旨在克服上述现有技术中存在的不足，本实用新型解决的技术问题是，提供了一种X-射线矿石分选机的安全防护电气控制系统，以防止因人为误操作或机器故障所引起的X-射线对人体造成伤害。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种X-射线矿石分选机的安全防护电气控制系统，所述X-射线矿石分选机包括X-射线发生器和设置于所述X-射线发生器外侧的防护门，所述安全防护电气控制系统包括主电路、安全继电器电路和控制电路；

所述主电路包括为所述X-射线发生器供电的主供电支路，所述X-射线发生器的两允许工作端子之间串接有继电器K7的常开触点，所述X-射线发生器的两启动端子之间串接有继电器K9的常开触点；

所述安全继电器电路包括安全继电器K0，所述安全继电器K0的输入端子连接急停按钮开关组和设置于所述防护门上的磁控开关组，所述安全继电器K0的输出端子连接多个继电器的控制线圈及所述继电器K7的控制线圈；多个所述继电器与所述磁控开关组中的磁控开关、所述急停按钮开关组中的急停按钮开关一一对应；

所述控制电路包括PLC控制器，所述PLC控制器的输入端子连接多个所述继电器的常开触点，所述PLC控制器的输出端子连接所述继电器K9的控制线圈。

进一步，所述主电路还包括为开关电源G供电的副供电支路，所述开关电源G用于为所述安全继电器K0和所述PLC控制器提供24V电源。

进一步，所述磁控开关组包括设置于X-射线传感器左侧防护门的磁控开关S1、设置于X-射线传感器右侧防护门的磁控开关S2和设置于X射线发生源防护门的磁控开关S3，所述磁控开关S1、所述磁控开关S2和所述磁控开关S3均为联动触点开关，所述联动触点开关包括一个常闭开关触点和一个常开开关触点；

所述急停按钮开关组包括设置于X-射线矿石分选机控制柜的急停按钮开关SA3和设置于X-射线矿石分选机机旁的急停按钮开关SA4，所述急停按钮开关SA3和所述急停按钮开关SA4均为联动触点开关，所述联动触点开关包括一个常闭开关触点和一个常开开关触点；

所有所述常闭开关触点和所述常开开关触点均与所述安全继电器K0的输入端子对应连接。

进一步，所述安全继电器K0的输出端子连接继电器K1的控制线圈、继电器K2的控制线圈、继电器K3的控制线圈、继电器K4的控制线圈和继电器K5的控制线圈；

所述安全继电器K0内部设置有输出继电器K01和输出继电器K02，所述继电器K01和所述输出继电器K02均包括两个常开触点，所述继电器K01的一个常开触点与所述继电器K02的一个常开触点串接，串接后支路的一个外引端子接+24V电源，另一个外引端子接继电器K6的控制线圈，所述继电器K01的另一常开触点与所述继电器K02的另一常开触点串接，串接后支路的一个外引端子接+24V电源，另一个外引端子接所述继电器K7的控制线圈。

进一步，所述PLC控制器的输入端子连接所述继电器K1的常开触点、所述继电器K2的常开触点、所述继电器K3的常开触点、所述继电器K4的常开触点、所述继电器K5的常开触点和所述继电器K6的常开触点；

所述PLC控制器的输入端子还连接启动按钮开关SA1和停止按钮开关SA2；

所述PLC控制器的输出端子连接指示灯H1、指示灯H2、指示灯H3、指示灯H4和指示灯H5。

进一步，所述安全继电器K0的两复位端之间串接所述继电器K6的常闭触点、所述继电器K7的常闭触点和复位按钮开关SA5。

进一步，所述主电路包括与L1、L2、L3三相电源线连接的主断路器Q，

所述主供电支路与所述主断路器Q连接，所述主供电支路包括与所述X射线发生器串接的接触器KM的常开触点，所述接触器KM的控制线圈与所述PLC控制器的输出端子连接；

所述副供电支路与所述主断路器Q的一个接线端和零线N连接,所述副供电支路包括串接于所述接线端与开关电源G之间的断路器Q1。

进一步，所述X-射线发生器的两运行输出端子子间串接继电器K8的控制线圈，所述继电器K8的常开触点与所述PLC控制器的输入端子连接。

进一步，所述安全继电器K0为AES 2285-24V安全继电器。

进一步，所述PLC控制器为S7-200 SMARTA PLC控制器。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

本实用新型安全防护电气控制系统，包括承担供电的主电路、包含安全继电器的安全继电器电路和包含PLC控制器的控制电路；其中X-射线发生器的两允许工作端子之间串接继电器K7的常开触点，X-射线发生器的两启动端子之间串接继电器K9的常开触点。安全继电器K0的输入端子连接磁控开关组和急停按钮开关组，安全继电器K0的输出端子连接多个继电器的控制线圈及继电器K7的控制线圈；PLC控制器的输入端子连接多个上述继电器的常开触点；PLC控制器的输出端子连接继电器K9的控制线圈。

当所有防护门关闭时(安装在防护门上所有磁控开关的常闭触点处于闭合状态)，急停按钮开关组处于工作状态时(即包含的所有急停按钮开关的常闭触点处于闭合状态)，安全继电器K0控制继电器K7的控制线圈得电，继电器K7的常开触点闭合，X-射线发生器的两允许工作端子接通；同时安全继电器K0控制与磁控开关组和急停按钮组相对应的继电器的控制线圈得电，PLC控制器的输入端子连接的多个上述继电器的常开触点闭合；PLC控制器的输出端子控制继电器K9的控制线圈得电，X-射线发生器的两启动端子之间串接继电器K9的常开触点闭合，X-射线发生器的两启动端子接通，X-射线发生器工作，开始发射X-射线；当某个或某些防护门未关闭时，或急停按钮开关组中某个或某些急停按钮开关未处于工作状态时，安全继电器电路和控制电路控制X-射线发生器不工作，此时不发射X-射线；本实用新型可有效防止因人为误操作或机器故障所引起的X-射线对人体造成伤害。

附图说明

图1是X-射线矿石分选机的结构示意图；

图2是图1另一视角的结构示意图；

图3是本实用新型X-射线矿石分选机的安全防护电气控制系统中主电路的原理图；

图4是本实用新型X-射线矿石分选机的安全防护电气控制系统中安全继电器电路的原理图；

图5是本实用新型X-射线矿石分选机的安全防护电气控制系统中控制电路的原理图；

图中：1-X-射线发射源防护门，2-X-射线传感器左侧防护门，3-X-射线传感器右侧防护门。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的方位词语“左、右”及具体实施例仅是便于简化描述，用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图2共同所示，X-射线矿石分选机内部设置有X-射线发生器(图中未示出)，在X-射线矿石分选机上设置X-射线传感器右侧防护门3、X射线传感器左侧防护门2和X射线发射源防护门1，上述防护门是为了防止X-射线外露，因此设置位置需与X-射线发生器及其相关器件(X-射线传感器)位置相对应。

X-射线矿石分选机安全防护电气控制系统包括主电路、安全继电器电路和控制电路。

如图3所示，主电路包括与L1、L2、L3三相电源线连接的主断路器Q，主电路还包括为X-射线发生器供电的主供电支路，为开关电源G供电的副供电支路。主供电支路与主断路器Q连接，主供电支路包括与X-射线发生器串接的接触器KM的常开触点，开关电源G用于为安全继电器电路中安全继电器K0和控制电路中PLC控制器提供24V电源。副供电支路与主断路器Q的一个接线端(图中为L2电源线)和零线N连接,副供电支路包括串接于该接线端与开关电源G之间的断路器Q1。简言之，主电路由三相电源电压经该主断路器Q分为两条支路，一支路经过接触器KM的常开触点给X-射线发生器供电；另一路经过断路器Q1，给24V开关电源G供电，开关电源G给安全继电器K0和PLC控制器提供电源。

X-射线发生器的两允许工作端子209、210(满足允许工作条件时，用于接受允许工作信号的端子称为允许工作端子)之间串接有继电器K7的常开触点，X-射线发生器的两启动端子4、5之间串接有继电器K9的常开触点(X-射线发生器内置X-射线源控制单元，实际X-射线发生器的两启动端子4、5是为了给X-射线源控制单元一个启动信号)；X-射线发生器的两运行输出端子a、b间串接继电器K8的控制线圈(图中3所示，一个运行输出端子a接+24V电源，另一个运行输出端子b接继电器K8的控制线圈，继电器K8的控制线圈接0V电源；用于反馈运行信号)。

如图4所示，安全继电器电路包括安全继电器K0(安全继电器是由数个继电器与电路组合而成，是一个安全回路中所必须的控制部分，它接受安全输入通过内部回路的判断，确定性的输出开关信号到设备的控制回路里)。该安全继电器K0为AES 2285-24V安全继电器。安全继电器K0的输入端子连接磁控开关组和急停按钮开关组，安全继电器K0的输出端子连接多个继电器的控制线圈及所述继电器K7的控制线圈。

磁控开关组包括设置于X-射线传感器左侧防护门的磁控开关S1、设置于X-射线传感器右侧防护门的磁控开关S2和设置于X射线发生源防护门的磁控开关S3，磁控开关S1、磁控开关S2和磁控开关S3均为联动触点开关，联动触点开关包括一个常闭开关触点和一个常开开关触点。

急停按钮开关组包括设置于X-射线矿石分选机控制柜的急停按钮开关SA3和设置于X-射线矿石分选机机旁的急停按钮开关SA4，急停按钮开关SA3和急停按钮开关SA4均为联动触点开关，联动触点开关包括一个常闭开关触点和一个常开开关触点。所有常闭开关触点和常开开关触点均与安全继电器K0的输入端子对应连接。

具体连接关系为：

安全继电器K0的输入端子S11、S12之间串接磁控开关S2的常闭开关触点，安全继电器K0的输入端子S73、S74之间串接磁控开关S2的常开开关触点。安全继电器K0的输入端子S11、S22之间串接磁控开关S1的常闭开关触点，安全继电器K0的输入端子S73、S74之间串接磁控开关S1的常开开关触点；磁控开关S2的常开开关触点和磁控开关S1的常开开关触点并联。安全继电器K0的输入端子S31、S42之间串接磁控开关S3的常闭开关触点，安全继电器K0的输入端子S83、S84之间串接磁控开关S3的常开开关触点。

安全继电器K0的输入端子S51、S52之间串接急停按钮开关SA3的常闭开关触点，安全继电器K0的输入端子S93、S94之间串接急停按钮开关SA3的常开开关触点；安全继电器K0的输入端子S51、S62之间串接急停按钮开关SA4的常闭开关触点，安全继电器K0的输入端子S93、S94之间串接急停按钮开关SA4的常开开关触点，急停按钮开关SA3的常开开关触点和急停按钮开关SA4的常开开关触点并联。急停按钮开关SA3、SA4的按钮设置在机旁和控制柜上，相应的常闭触点和常开触点接入安全继电器K0中。按钮、常闭触点和常开触点形成联动结构，按下按钮，常闭触点断开，常开触点闭合。

安全继电器K0的输出端子Y1连接继电器K1的控制线圈、安全继电器K0的输出端子Y2连接继电器K2的控制线圈、安全继电器K0的输出端子Y3连接继电器K3的控制线圈、安全继电器K0的输出端子Y5连接继电器K4的控制线圈、安全继电器K0的输出端子Y6连接继电器K5的控制线圈。

安全继电器K0内部设置有输出继电器K01和输出继电器K02，继电器K01和输出继电器K02均包括两个常开触点，继电器K01的一个常开触点与继电器K02的一个常开触点串接，串接后支路的一个外引端子13接+24V电源，另一个外引端子14接继电器K6的控制线圈，继电器K01的另一常开触点与继电器K02的另一常开触点串接，串接后支路的一个外引端子23接+24V电源，另一个外引端子24接继电器K7的控制线圈(继电器K7的常开触点位于主电路中)。

安全继电器K0的两复位端子X1、X2之间串接继电器K6的常闭触点、继电器K7的常闭触点和复位按钮开关SA5。

如图5所示，控制电路包括PLC控制器，PLC控制器为西门子S7-200 SMARTA PLC控制器，PLC控制器的输入端子一一对应连接继电器K1的常开触点、继电器K2的常开触点、继电器K3的常开触点、继电器K4的常开触点、继电器K5的常开触点、继电器K6的常开触点和继电器K8的常开触点(继电器K8的控制线圈位于主电路中)；PLC控制器的另外的输入端子一一对应连接启动按钮开关SA1和停止按钮开关SA2。

PLC控制器的输出端子一一对应连接指示灯H1(X-射线传感器左侧防护门关闭指示灯)、指示灯H2(X-射线传感器右侧防护门关闭指示灯)、指示灯H3(X-射线发射源防护门关闭指示灯)、指示灯H4(控制柜急停按钮指示灯)和指示灯H5(机旁急停按钮指示灯)、接触器KM的控制线圈和继电器K9的控制线圈。其中：所有指示灯、继电器K9的控制线圈和接触器KM的控制线圈的供电电压为AC220V。

其工作原理为：

工作时，合上主断路器Q和断路器Q1，主电路接通电源的同时开关电源G为安全继电器K0和PLC控制器提供24V电源。安全继电器K0检测X-射线传感器左侧防护门，X-射线传感器右侧防护门的和X-射线发射源防护门是否处于关闭状态，即检测磁控开关S1、磁控开关S2、磁控开关S3对应的常闭触点是否闭合状态(相应常开触点断开状态)，检测控制柜的急停按钮开关SA3和X-射线矿石分选机机旁的急停按钮开关SA4是否处于工作状态(工作状态是指相应常闭触点处于闭合状态)。若所有的磁控开关S1、S2、S3的常闭触点处于闭合状态，所有的急停按钮开关SA3、SA4处于工作状态，安全继电器K0内部中间继电器K01和K02吸合，继电器K1、K2、K3、K4、K5、K6和K7的控制线圈得电吸合，对应的常开触点吸合。PLC控制器的指示灯H1、H2、H3、H4、H5显示全部防护门处于关闭状态、急停按钮开关SA3、SA4处于工作状态，按下启动按钮SA1，与X-射线发生器串接的接触器KM的控制线圈得电吸合，控制X-射线源启动的继电器K9的控制线圈得电吸合。X-射线发生器得电，连接到X-射线发生器的两允许工作端子209、210的继电器K7的常开触点闭合，连接到X-射线发射源控制单元的两启动端子4、5的继电器K9的常开触点闭合，启动X-射线发生器工作，开始发射X-射线，X-射线矿石分选系统开始工作。

在工作中，若人为操作失误，将X-射线传感器右侧防护门、X-射线传感器左侧防护门或X-射线发射源防护门打开；或按下X-射线矿石分选机机旁的急停按钮开关SA4的按钮(按钮按下，急停按钮开关SA4的常闭触点因联通而处于断开状态)、控制柜的急停按钮开关SA3的按钮(按钮按下，急停按钮开关SA3的常闭触点因联通而处于断开状态)，也就是磁控开关S1、S2、S3或急停按钮开关SA3、SA4的常闭触点断开，常开触点闭合，安全继电器K0的输出继电器K01、K02断开，继电器K6、K7的控制线圈失电，常开触点断开。PLC控制器控制继电器K9的控制线圈失电。连接到X-射线发生器的两允许工作端子209、210的继电器K7的常开触点断开，连接到X-射线发射源控制单元的两启动端子4、5的继电器K9的常开触点断开，X-射线发生器停止工作，X-射线停止发射，X-射线矿石分选系统停止工作。可有效防止因人为误操作或机器故障所引起的X-射线对人体造成伤害。

以上所述为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改均应包含在本实用新型的保护范围内。