一种矿用盾构机防爆PLC控制柜低压配电安全监控系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种矿用盾构机防爆PLC控制柜低压配电安全监控系统。防爆PLC控制柜包括交流电源和整流器，整流器的交流侧连接交流电源，整流器的输出端连接直流母线，通过直流母线为防爆PLC控制柜内的各器件供电，各器件至少包括PLC机架，PLC机架内置PLC模块，还包括：电流传感器，设置在整流器的出线侧；安全继电器，设置在直流母线的供电线路上；电流传感器连接PLC模块的信号输入端，PLC模块的输出端控制连接安全继电器。本实用新型专利技术在整流器的出线侧设置电流传感器，以采集整流器的输出电流，并且将安全继电器作为控制柜内的供电开关控制各器件的供电；当电流传感器采集的电流值超出设定阈值时，控制安全继电器断开，各器件断电，达到保护的目的。达到保护的目的。达到保护的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种矿用盾构机防爆PLC控制柜低压配电安全监控系统


[0001]本技术涉及一种矿用盾构机防爆PLC控制柜低压配电安全监控系统，属于矿用盾构机


技术介绍

[0002]矿用盾构机与常规盾构机相比，其掘进环境瓦斯(甲烷)、硫化氢等易然气体含量很高，因此矿用盾构机需要更加安全、更加可靠的防燃技术支持，并且在矿用盾构需求量逐步增长的背景下，用户对于矿用盾构机PLC控制柜的安全性、可靠性的要求越来越高。
[0003]通过对以往的起火案例进行分析发现，PLC控制柜的着火点主要集中在柜内运行时易发热、流经电流比较大的元器件。因流经电流异常、过大，未及时采取监控、断电等应急措施，导致电流超过元器件所能承受的理论限定值，而造成发热；当温度升高到一定限度时进而起火，引发事故。因此，需要对PLC控制柜进行电流监控，为防止发生火灾爆炸等现象，提出一种矿用盾构机防爆PLC控制柜。
[0004]现有技术中，矿用盾构机防爆PLC控制柜主要以机械断路器进行电流的简单监控，工程师根据电流负载，选取相应电流的断路器，当电路中的电流超过所选断路器的电流范围时，断路器跳闸，从而切断对应电路的电流。
[0005]然而，在矿用盾构机防爆PLC控制柜电气原理图设计初期，电路所具有的电路负载往往具有不确定性；工程师通过理论估算，所选断路器的电流范围要大于实际电流，有的甚至会大于二到三倍，导致电路中的电流升高到一定范围时，不会及时跳闸，产生拒动的现象。如果所选断路器的电流范围要小于实际电流，那么断路器会出现误动的现象，导致防爆PLC控制柜的安全性、可靠性较差。

技术实现思路

[0006]本申请的目的在于提供一种矿用盾构机防爆PLC控制柜低压配电安全监控系统，用以解决现有PLC控制柜安全性、可靠性差的问题。
[0007]为实现上述目的，本申请提出了一种矿用盾构机防爆PLC控制柜低压配电安全监控系统的技术方案，包括交流电源和整流器，整流器的交流侧连接交流电源，整流器的输出端连接直流母线，通过直流母线为防爆PLC控制柜内的各器件供电，各器件至少包括PLC机架，PLC机架内置PLC模块，还包括：
[0008]电流传感器，设置在整流器的出线侧，用于采集整流器输出端的电流；
[0009]安全继电器，设置在直流母线的供电线路上，用于控制各器件的供电；
[0010]电流传感器连接PLC模块的信号输入端，PLC模块的输出端控制连接安全继电器。
[0011]本技术的矿用盾构机防爆PLC控制柜低压配电安全监控系统的技术方案的有益效果是：通过对控制柜内的发热点进行研究，发现整流器为容易发热的器件，是导致起火的重要因素，因此本技术在整流器的出线侧设置电流传感器，以采集整流器的输出电流，并且将安全继电器作为控制柜内的供电开关控制各器件的供电；当电流传感器采集的
电流值超出设定阈值时，控制安全继电器断开，各器件断电，达到保护的目的。本技术通过实时监测整流器的输出电流，提高了控制柜的安全性和可靠性。
[0012]进一步的，所述电流传感器包括第一电流传感器和第二电流传感器，所述第一电流传感器设置在整流器的出线侧的正极支路上，所述第二电流传感器设置在整流器的出线侧的负极支路上。
[0013]进一步的，所述交流电源为127V交流电源，所述直流母线为24V直流母线。
[0014]进一步的，各器件还包括安全栅、转速监控器、放大板。
[0015]进一步的，防爆PLC控制柜内还设置有保险丝。
附图说明
[0016]图1是本技术矿用盾构机防爆PLC控制柜低压配电安全监控系统的内部结构图；
[0017]图2是本技术矿用盾构机防爆PLC控制柜低压配电安全监控系统的电路原理图；
[0018]图中：1为PLC机架；2为安全栅；3、4为线槽；5为安全继电器；6为转速监控器；7为放大板；8为整流器；9为保险丝；10为电流传感器。
具体实施方式
[0019]矿用盾构机防爆PLC控制柜低压配电安全监控系统实施例：
[0020]矿用盾构机防爆PLC控制柜低压配电安全监控系统的主要构思在于，基于现有防爆PLC控制柜安全性差的问题，本技术通过对防爆PLC控制柜的着火点进行研究，发现PLC控制柜的着火点主要集中在PLC控制柜内运行时易发热、流经电流比较大的元器件：整流器。因此，在整流器的出线处加装电流传感器，并且在直流母线的供电线路上安装安全继电器，将电流传感器连接PLC模块的输入端，PLC模块的输出端控制连接安全继电器，电流传感器实时监测整流器出线处的电流，只要电流超出设定阈值时，PLC模块控制安全继电器断开，使得防爆PLC控制柜断电，起到保护的作用。
[0021]具体的，矿用盾构机防爆PLC控制柜低压配电安全监控系统的内部结构如图1所示，包括交流电源、直流母线(图1中未画出)、PLC机架1(PLC机架1中内置有PLC模块)、安全栅2、安全继电器5、转速监控器6、放大板7、整流器8、保险丝9、电流传感器10。PLC机架1、安全栅2、安全继电器5、转速监控器6、放大板7均由交流电源通过整流器8和直流母线供电。
[0022]当控制柜内电压或电流信号需传递至柜外时，通过安全栅2将电压或电流信号限制在安全范围内。放大版7的主要作用是将0
‑
10V的输入信号转换为4
‑
20mA电流信号，进而达到控制相关电磁阀的目的。转速监控器6通过接收并处理转速传感器反馈的脉冲信号，将其转换为4
‑
20mA电流信号传递至PLC模块，从而达到对转速实时监测的目的。虽然转速监控器6、放大板7、安全栅2相互独立，但都是防爆PLC控制柜内不可或缺的元件，并且都需整流器8输出24V直流电供电，当整流器8输出电流异常时，会有损毁的风险。
[0023]从图1中可以看出，矿用盾构机防爆PLC控制柜低压配电安全监控系统的内部为多层结构，包括四层：最上层设置PLC机架1；中上层设置安全栅2、安全继电器5、转速监控器6；中下层设置有放大板7；最下层设置整流器8、保险丝9、电流传感器10。每层之间设置有线槽
4，边界设置有线槽3，其内部通过线槽3和线槽4进行走线，避免接线混乱。
[0024]本技术的特点是，在整流器8的出线处安装电流传感器10，并且在母线的供电线路上设置安全继电器5，PLC模块的输入端连接电流传感器10，输出端控制连接安全继电器5，并且其连接导线通过线槽3和线槽4进行走线。电流传感器10将所监测到的电流信号传输至PLC模块中，PLC模块将接收到的电流信号进行处理和转换后得到电流值，PLC模块将电流值传输至上位机进行显示，同时PLC模块对电流值进行逻辑判断，当电流值超出设定阈值时，PLC模块控制安全继电器5断开，从而达到对防爆PLC控制柜断电的目的，实现对电流的安全监控。
[0025]本技术中的电流传感器10包括第一电流传感器和第二电流传感器，第一电流传感器设置在整流器8的出线侧的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿用盾构机防爆PLC控制柜低压配电安全监控系统，包括交流电源和整流器，整流器的交流侧连接交流电源，整流器的输出端连接直流母线，通过直流母线为防爆PLC控制柜内的各器件供电，各器件至少包括PLC机架，PLC机架内置PLC模块，其特征在于，还包括：电流传感器，设置在整流器的出线侧，用于采集整流器输出端的电流；安全继电器，设置在直流母线的供电线路上，用于控制各器件的供电；电流传感器连接PLC模块的信号输入端，PLC模块的输出端控制连接安全继电器。2.根据权利要求1所述的矿用盾构机防爆PLC控制柜低压配电安全监控系统，其特征在于，所述电流传感器包...

【专利技术属性】
技术研发人员：王育文，林福龙，张立勋，常海松，雷玉磊，丁红军，杨璐，张永生，张克良，李光，郑康泰，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：新型
国别省市：