电气控制系统及控制方法、筛分机与流程

本发明涉及工程机械技术领域，尤其是一种电气控制系统及控制方法、筛分机。

背景技术：

建筑垃圾是在建设施工中产生的垃圾，建筑垃圾中主要的可资源化成份可经过破碎、筛分生产再生骨料。筛分设备能够配合破碎设备对建筑垃圾进行处理，生产出高质量的再生骨料，从而减少环境污染并促进资源循环再利用。轮胎式筛分机集受料、筛分和传送于一体，通过振动筛的振动使松散物料通过一层或数层筛面，按筛孔大小分成不同颗粒级。轮胎式筛分机配备轮胎底盘，可借助牵引车运输或者转场，工作时仅需较小的堆积场地、转场运输方便、转场成本较低，是建筑垃圾回收再利用产业的重点发展设备。

为了降低生产成本，减少环境污染，提高生产效率，轮胎式筛分机逐渐发展为采用外接三相交流电作为动力源，驱动电动机为各工作部分提供动力。因此，轮胎筛分机的电气控制系统必须保证整机高性能、高效率、安全可靠的运行，并具有较高的可操作性和可视性。

现有的轮胎式筛分机电气控制系统较简单，仅包含三相交流电驱动保护单元和显示操控面板，显示操控面板只包含简单的按钮和指示灯，因此具有如下缺点：

一、仅能简单的显示各驱动电机的工作状态，即停止或者运行状态，无法实时显示整机的运行参数，不便于操作人员了解整机的运行情况；

二、操作人员仅能逐个按顺序启动或停止各驱动电机，无法实现智能型的一键启动和一键停机等功能，增加了操纵的复杂性，提高了设备的故障率；

三、无法及时有效地检测出机器的运行状态，并进行故障预警及维护保养提示，易发生被动故障停机，生产效率低且维护成本高；

四、电气控制系统过于简单，无法实现远程状态监控和故障诊断，降低了整机工作效率。

技术实现要素：

本发明实施例所要解决的其中一个技术问题是：提供一种电气控制系统及控制方法、筛分机，能够实时显示筛分机的运行参数信息和动力驱动单元的工作状态信息，有助于操作人员了解筛分机的运行情况。

根据本发明的一方面，提供一种电气控制系统，包括：采集单元，用于采集筛分机的运行参数信息，并发送给控制器；驱动保护单元，用于采集动力驱动单元的工作状态信息，并发送给控制器；控制器，用于将筛分机的运行参数信息和动力驱动单元的工作状态信息实时发送给所述显示器；显示器，用于实时显示筛分机的运行参数信息和动力驱动单元的工作状态信息。

在一个实施例中，所述显示器，还用于接收用户输入的工况信息并发送给所述控制器，所述工况信息包括一键启动信息或一键停机信息；所述控制器，还用于根据一键启动信息按照预设启动顺序向所述驱动保护单元发送启动指令；根据一键停止信息按照预设停止顺序向所述驱动保护单元发送停止指令；所述驱动保护单元，还用于根据接收到的启动指令依此控制动力驱动单元启动工作；根据接收到的停止指令依此控制动力驱动单元停止工作。

在一个实施例中，所述控制器，还用于将筛分机的运行参数与预设运行参数进行比较，在确定筛分机的运行参数满足启动或停止要求时发送启动指令或停止指令。

在一个实施例中，所述控制器，还用于将筛分机的运行参数与预设运行参数进行比较，在运行参数与预设运行参数不一致且差值在预设范围内时进行故障预警；在运行参数与预设运行参数不一致且差值不在预设范围时进行报警。

在一个实施例中，所述系统还包括：定位通信模块；所述控制器，还用于将筛分机的运行参数信息和/或动力驱动单元的工作状态信息实时发送给所述定位通信模块；根据远程监控中心发送的远程指令控制动力驱动单元的工作状态；所述定位通信模块，用于将筛分机的位置、筛分机的运行参数信息、动力驱动单元的工作状态信息中的至少一项信息通过无线通信网络发送给远程监控中心；接收远程监控中心的远程指令并发送给所述控制器。

在一个实施例中，所述系统还包括：变压器、开关电源、充电器和蓄电池；所述变压器的一端与源电连接，所述变压器的另一端分别与所述开关电源的输入端、所述充电器的输入端电连接；所述开关电源的输出端与所述显示器电连接；所述充电器的输出端与所述蓄电池电连接；所述蓄电池与所述控制器电连接。

在一个实施例中，所述筛分机的运行参数信息包括：液压系统的压力、液压系统的温度、筛分机的运行时间、物料位置、皮带机的转速、电气系统的电流或电压；所述动力驱动单元包括：振动筛分机驱动电机、皮带机驱动电机、或液压系统驱动电机。

根据本发明的另一方面，提供一种筛分机，包括：上述任意一个实施例所述的电气控制系统。

根据本发明的又一方面，提供一种如上述任意一个实施例所述的电气控制系统的控制方法，包括：采集单元采集筛分机的运行参数信息，并发送给控制器；驱动保护单元采集动力驱动单元的工作状态信息，并发送给控制器；控制器将筛分机的运行参数信息和动力驱动单元的工作状态信息实时发送给所述显示器进行显示。

在一个实施例中，所述方法还包括：所述显示器接收用户输入的工况信息并发送给所述控制器，所述工况信息包括一键启动信息或一键停机信息；所述控制器根据一键启动信息按照预设启动顺序向所述驱动保护单元发送启动指令；所述驱动保护单元根据接收到的控制指令依此控制动力驱动单元启动工作；或者，所述控制器根据一键停止信息按照预设停止顺序向所述驱动保护单元发送停止指令；所述驱动保护单元根据 接收到的停止指令依此控制动力驱动单元停止工作。

在一个实施例中，所述控制器将筛分机的运行参数与预设运行参数进行比较，在确定筛分机的运行参数满足启动或停止要求时发送启动指令或停止指令。

在一个实施例中，所述方法还包括：所述控制器将筛分机的运行参数与预设运行参数进行比较，在运行参数与预设运行参数不一致且差值在预设范围内时进行故障预警；在运行参数与预设运行参数不一致且差值不在预设范围时进行报警。

在一个实施例中，所述方法还包括：所述控制器将筛分机的运行参数信息和/或动力驱动单元的工作状态信息实时发送给所述定位通信模块；所述定位通信模块将筛分机的位置、筛分机的运行参数信息、动力驱动单元的工作状态信息中的至少一项信息通过无线通信网络发送给远程监控中心。

在一个实施例中，所述方法还包括：所述定位通信模块接收远程监控中心发送的远程指令，并发送给所述控制器；所述控制器根据远程监控中心发送的远程指令控制动力驱动单元的工作状态。

在一个实施例中，所述筛分机的运行参数信息包括：液压系统的压力、液压系统的温度、筛分机的运行时间、物料位置、皮带机的转速、电气系统的电流或电压；所述动力驱动单元包括：振动筛分机驱动电机、皮带机驱动电机、或液压系统驱动电机。

本发明提供的筛分机的电气控制系统中，驱动保护单元可以将采集的动力驱动单元的工作状态信息发送给控制器，采集单元可以将筛分机的运行参数信息发送给控制器，由控制器发送给显示器实时显示。与现有技术中筛分机的电气控制系统过于简单的显示操控面板相比，本发明能够实时显示筛分机的运行参数信息和动力驱动单元的工作状态信息，有助于操作人员了解筛分机的运行情况。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明电气控制系统一个实施例的结构示意图；

图2是本发明电气控制系统再一个实施例的结构示意图；

图3是本发明电气控制系统还一个实施例的结构示意图；

图4是电气控制系统的控制方法一个实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1是本发明电气控制系统一个实施例的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的电气控制系统包括：采集单元101、驱动保护单元102、控制器103和显示器104，其中：

采集单元101，与控制器103电连接，用于采集筛分机的运行参数信息，并发送给控制器103。

其中，采集单元101可以包括各种传感器，例如压力传感器、温度传感器、料位传感器、转速传感器等等。另外，还可以包括与各个传感器对应的变速器，用于将传感器采集的信号转换为控制器103可以识别的信号。这里，各个传感器也可以与相应的变速器一体设置。

筛分机的运行参数信息例如可以包括但不限于液压系统的压力、液压系统的温度、筛分机的运行时间、物料位置、皮带机的转速、电气系统的电流或电压等其他参数信息。

驱动保护单元102，与控制器103电连接，用于采集动力驱动单元的工作状态信息，并发送给控制器103。

动力驱动单元可以包括各种用于驱动不同部件的驱动电机。作为一个非限制性示例，动力驱动单元可以包括振动筛分机驱动电机、皮带机驱动电机、液压系统驱动电机等等。相应地，动力驱动单元的工作状态信息可以包括各个驱动电机的停止或运行状态、驱动电机的转速等等。驱动保护单元可以通过电缆与动力驱动单元相连。

控制器103，用于将筛分机的运行参数信息和动力驱动单元的工作状态信息实时发送给显示器104。

显示器104，与控制器103电连接，例如可以通过CAN总线电连接，用于实时显示筛分机的运行参数信息和动力驱动单元的工作状态信息。

本实施例提供的筛分机的电气控制系统中，采集单元和驱动保护单元分别可以将筛分机的运行参数信息和动力驱动单元的工作状态信息发送给控制器，由控制器发送给显示器实时显示。与现有技术中筛分机的电气控制系统过于简单的显示操控面板相比，本发明能够实时显示筛分机的运行参数信息和动力驱动单元的工作状态信息，有助于操作人员了 解筛分机的运行情况。

另外，现有的电气控制系统中，在显示操作面板上分布有控制每个电机的按钮，操作人员在控制筛分机工作时需要对不同的按钮进行触碰，以驱动不同的部件工作，在按钮比较多的情况下，操作人员很容易错按，使得筛分机不能正常工作。针对此问题，本发明提出了相应的解决方案。

在本发明电气控制系统的另一个实施例中，参见图1所示，显示器104，还可以用于接收用户输入的工况信息并发送给控制器103，这里，工况信息可以包括一键启动信息或一键停机信息。例如，可以在显示器104上设置一键启动按钮和一键停机按钮，操作人员在操作时可以直接触碰一键启动按钮或一键停机按钮，从而将相应的一键启动信息或一键停机信息发送给控制器103。或者，也可以在显示器104上设置输入框，操作人员可以在输入框中输入不同的信息，例如可以输入代表不同工况信息的数字，输入1代表一键启动，输入0代表一键停机。

该实施例中的控制器103，还可以用于根据一键启动信息按照预设启动顺序向驱动保护单元发送启动指令；根据一键停止信息按照预设停止顺序向驱动保护单元发送停止指令。优选地，控制器103在发送启动指令或停止指令之前，还可以用于将筛分机的运行参数与预设运行参数进行比较，在确定筛分机的运行参数满足启动或停止要求时才发送启动指令或停止指令。作为一个非限制性示例，控制器103在接收到一键启动信息后先进行自检，即确定筛分机的运行参数是否满足启动要求，在满足启动要求时，可以按照如下顺序依此向驱动保护单元发送相应的启动指令：细料输送机-中料输送机-大料输送机-粗料输送机-振动筛-给料输送机。类似地，控制器103在接收到一键停止信息后先进行自检，即确定筛分机的运行参数是否满足停止要求，在满足停止要求时，可以按照如下顺序依此向驱动保护单元发送相应的停止指令：给料输送机-振动筛-粗料输送机-大料输送机-中料输送机-细料输送机。

相应地，驱动保护单元102，还可以用于根据接收到的启动指令依此控制各个动力驱动单元启动工作；根据接收到的停止指令依此控制各个动力驱动单元停止工作。例如，按照如下顺序依此启动每个部件相应 的驱动电机：细料输送机-中料输送机-大料输送机-粗料输送机-振动筛-给料输送机；按照如下顺序依此停止每个部件相应的驱动电机：给料输送机-振动筛-粗料输送机-大料输送机-中料输送机-细料输送机。另外，驱动保护单元在控制各个动力驱动单元启动或停止后，可以将控制情况反馈给控制器，以便控制器判断控制是否有误。

本实施例中，操作人员在操作时，无需对每个动力驱动单元对应的按钮进行触碰，只需要通过一键启动按钮或一键停机按钮即可智能启动或停止机器，降低了操作的复杂性，使得操作更趋人性化，同时提高了电气系统的可靠性。

在本发明电气控制系统的又一个实施例中，控制器103，还可以用于将筛分机的运行参数与预设运行参数进行比较，在运行参数与预设运行参数不一致且差值在预设范围内时进行故障预警；在运行参数与预设运行参数不一致且差值不在预设范围时进行报警。

例如，筛分机的运行参数为输送皮带的转速、预设运行参数为预设输送皮带转速、预设范围为10％。控制器103在输送皮带的转速与预设输送皮带转速的差值在10％以内时进行故障预警，例如进行声光警示，以提示操作人员可能会存在输送皮带打滑的趋势；控制器103在输送皮带的转速超出预设输送皮带转速的10％时可以直接进行报警，例如进行声光警示并进入紧急停机状态，以提示操作人员输送皮带存在打滑状况。

本实施例可以对筛分机进行故障预警和维护保养提示，使得用户可以主动停机保养，以减少被动停机时间，降低维护成本，提高生产效率。

图2是本发明电气控制系统再一个实施例的结构示意图。如图2所示，本实施例提高的电气控制系统还可以包括：定位通信模块201，可以通过CAN总线与控制器103电连接，以便进行数据交换。另外，定位通信模块201还可以通过无线通信网络与远程监控中心进行数据交换。这里，定位通信模块201例如可以是GPS/GPRS模块。

该实施例中，控制器103，还可以用于将筛分机的运行参数信息和/或动力驱动单元的工作状态信息实时发送给定位通信模块201；定位通信模块201，可以定位筛分机的位置，并可以将筛分机的位置、筛分机 的运行参数信息、动力驱动单元的工作状态信息、故障诊断结果中的至少一项信息通过无线通信网络发送给远程监控中心，以便对筛分机的运行情况进行监控。另外，远程监控中心可以发送远程指令给定位通信模块201，例如更新控制逻辑，包括上述启动顺序和停止顺序等等。定位通信模块201接收远程监控中心发送的远程指令并发送给控制器103。控制器103还可以根据远程监控中心发送的远程指令控制动力驱动单元的工作状态，例如启动或停止某个驱动电机，或者改变驱动电机的启动或停止顺序等等。

本实施例通过定位通信模块可以实现对筛分机的远程状态监控和故障诊断，并且可以更新控制策略、远程操控筛分机，以实现对筛分机的全生命周期管理。

图3是本发明电气控制系统还一个实施例的结构示意图。如图3所示，本实施例提供的电气控制系统还可以包括：变压器301、开关电源302、充电器303和蓄电池304，其中：

变压器301的一端与三相交流电源电连接，将三相交流电源转变为220V单相交流电；变压器301的另一端分别与开关电源302的输入端、充电器303的输入端电连接，将变压后的单相交流电供给开关电源302和充电器303。

开关电源302的输出端与显示器104电连接，将单相交流电转变为直流电源，并供给显示器104。

充电器303的输出端与蓄电池304电连接，为蓄电池304充电。

蓄电池与控制器103以及定位通信模块201电连接，为控制器103和定位通信模块201供电。

本实施例提供了一种供电的方式，变压器将三相交流电转变为单相交流电后，通过两路进行供电，一路是通过开关电源向显示器供电，另一路是通过充电器和蓄电池向控制器和定位通信模块供电，这样当筛分机停机或不工作时，蓄电池仍可以向控制器和定位通信模块供电，以保证控制器中的历史记录数据的保存和定位通信模块的定位通信功能。

需要指出，上述各实施例中，驱动保护单元可以设置有电机启动器 或星三角启动器，当发生短路、过压、过流等故障时，可以及时断开电路或反馈到控制器，由控制器发出报警信号，以保证筛分机的安全运行。

本发明提供的电气控制系统可以应用在筛分机上，筛分机可以包括但不限于轮胎式筛分机。

在本发明筛分机的一个实施例中，可以包括上述任意一个实施例所述的电气控制系统。

本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于方法实施例而言，由于其与系统实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。

本发明还提供了如上述任意一个实施例的电气控制系统的控制方法，如图4所示，包括如下步骤：

步骤402，采集单元采集筛分机的运行参数信息，并发送给控制器。

筛分机的运行参数信息例如可以包括但不限于液压系统的压力、液压系统的温度、筛分机的运行时间、物料位置、皮带机的转速、电气系统的电流或电压等其他参数信息。

步骤404，驱动保护单元采集动力驱动单元的工作状态信息，并发送给控制器。

动力驱动单元可以包括各种用于驱动不同部件的驱动电机。作为一个非限制性示例，动力驱动单元可以包括振动筛分机驱动电机、皮带机驱动电机、液压系统驱动电机等等。相应地，动力驱动单元的工作状态信息可以包括各个驱动电机的停止或运行状态、驱动电机的转速等等。

步骤406，控制器将筛分机的运行参数信息和动力驱动单元的工作状态信息实时发送给显示器进行显示。

本实施例中，采集单元和驱动保护单元分别可以将筛分机的运行参数信息和动力驱动单元的工作状态信息发送给控制器，由控制器发送给显示器实时显示。与现有技术相比，本发明能够实时显示筛分机的运行参数信息和动力驱动单元的工作状态信息，有助于操作人员了解筛分机的运行情况。

在本发明电气控制系统的控制方法的另一个实施例中，还可以包括：显示器接收用户输入的工况信息并发送给控制器，工况信息包括一键启动信息或一键停机信息。如上面所描述的，可以在显示器上设置一键启动按钮和一键停机按钮，操作人员在操作时可以直接触碰一键启动按钮或一键停机按钮，从而将相应的一键启动信息或一键停机信息发送给控制器。或者，也可以在显示器上设置输入框，操作人员可以在输入框中输入不同的信息，例如可以输入代表不同工况信息的数字，输入1代表一键启动，输入0代表一键停机。

在一键启动的情况下，控制器可以根据一键启动信息按照预设启动顺序向驱动保护单元发送启动指令；驱动保护单元根据接收到的控制指令依此控制动力驱动单元启动工作；

在一键停机的情况下，控制器可以根据一键停止信息按照预设停止顺序向驱动保护单元发送停止指令；驱动保护单元根据接收到的停止指令依此控制动力驱动单元停止工作。

替代地，控制器在接收到一键启动信息和一键停止信息后，可以首先将筛分机的运行参数与预设运行参数进行比较，在确定筛分机的运行参数满足启动或停止要求时才发送启动指令或停止指令。

本实施例中，操作人员在操作时，无需对每个动力驱动单元对应的按钮进行触碰，只需要通过一键启动按钮或一键停机按钮即可智能启动或停止机器，降低了操作的复杂性，使得操作更趋人性化，同时提高了电气系统的可靠性。

在本发明电气控制系统的控制方法的又一个实施例中，还可以包括：控制器将筛分机的运行参数与预设运行参数进行比较，在运行参数与预设运行参数不一致且差值在预设范围内时进行故障预警；在运行参数与预设运行参数不一致且差值不在预设范围时进行报警。

本实施例可以对筛分机进行故障预警和维护保养提示，使得用户可以主动停机保养，以减少被动停机时间，降低维护成本，提高生产效率。

在本发明电气控制系统的控制方法的再一个实施例中，还可以包括：控制器将筛分机的运行参数信息和/或动力驱动单元的工作状态信息实 时发送给定位通信模块；定位通信模块将筛分机的位置、筛分机的运行参数信息、动力驱动单元的工作状态信息中的至少一项信息通过无线通信网络发送给远程监控中心。

在本发明电气控制系统的控制方法的还一个实施例中，还可以包括：定位通信模块接收远程监控中心发送的远程指令，并发送给控制器；控制器根据远程监控中心发送的远程指令控制动力驱动单元的工作状态。

上述两个实施例通过定位通信模块可以实现对筛分机的远程状态监控和故障诊断，并且可以更新控制策略、远程操控筛分机，以实现对筛分机的全生命周期管理。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。