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電焊機空載自動斷電系統設計及應用

2015-12-23 來源：臨沂礦業集團有限公司作者：陳國成楊波

0 引言

在煤礦生產成本中用電消耗所占比例達 8% 以上，占用能消耗的 60% ～ 70%。為抓好用電管理、降低用電消耗既是決定礦井發展的效益工程，也是影響礦井形象的社會工程，是礦井日常生產管理中占據著舉足輕重的地位。2012年以來，隨著煤炭價格的急劇下滑、煤炭市場持續萎縮，集團公司下發了一系列降本增效的文件，通過對各用電環節進行，深入細致的排查分析，認為各加工維修車間電焊機空載運行的問題比較突出，以一臺 BX1- 500 型電焊機為例，380 V空載電流達 10 A ～15 A，日空載電耗 15 度左右，一般每個礦井機修車間電焊機配備 6 ～ 8 臺，每天造成用電損耗 100kWh 以上，相當于一座礦工宿舍樓的用電量，因此采取必要措施解決電焊機空載用電浪費非常重要。通過調研分析，設計了一種電焊機空載自動斷電系統，取得了良好的效果。

1 電焊機空載自動斷電系統

系統主要由供電電源、信號檢測部分、控制器 3 部分組成，系統控制圖如圖 1 所示。

1) 供電電源。系統總電源采用 220 V 交流電，通過寬電壓電源模塊轉換為 DC 24 V 直流電，一路為各輸入、輸出繼電器等外圍元件供電，另一路為三點式電感振蕩發生檢測模塊供電。振蕩模塊裝有 7805 穩壓管，將 DC 24 V 穩壓成DC 5 V，為振蕩器及各運算比較放大器供電。使用寬電壓電源可有效解決大電流沖擊造成系統電壓波動大、運行不穩定的問題。

2) 信號檢測部分。主要為電感式三點振蕩模塊，它產生 2 kHz 的高頻振蕩波，加載于電焊機二次側，根據高頻電流對感性負載阻抗大的特點，正常不進行焊接工作時，高頻信號很強;當進行焊接工作時，由于電焊鉗與焊接工件接通，電焊機二次側兩線短路，使用迅速信號衰減，同時模塊內運算比較放大器檢測不到高頻信號，檢測系統輸出回路迅速翻轉，經放大后輸出控制輸出繼電器發出信號。

3) 控制器。選用 FX2N- 80MT 型 PLC，為系統的核心控制元件。當振蕩模塊發出焊接信號后，PLC 收到經內部運算控制系統輸出繼電器吸合，輸出繼電器控制電焊機接觸器吸合，電焊機正常運行;當停止焊接作業時， PLC 收不到振蕩模塊發出的信號，可立即或經短暫延時后(根據實際情況自行設定延時時間)切斷電焊機控制電源，電焊機停止運行。為防止系統故障和緊急情況，PLC 程序內還編制了應急控制程序，見圖 2。其面板安裝自動、手動轉換開關和急停開關，使用 ALT 轉換程序交替輸出指令，可實現手動單點控制，減少按鈕與 PLC 輸入點使用。