防爆柴油机报警保护装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电气领域，特别涉及一种防爆柴油机报警保护装置。
【背景技术】
[0002]在防爆柴油机控制系统中，因操作者长时间强制起动马达、频繁起动、频繁点动马达、发动机起动后没有及时断开起动马达等错误操作方法，很可能导致起动马达过热而损坏。目前，对柴油机起动马达的保护主要是通过继电器和延时继电器来实现的，然而，继电器控制保护的方式线路过于复杂，一定程度上增加了故障点，己无法适应日趋智能化的工程机械行业。柴油机飞车是一种常见的故障，柴油机飞车是指柴油机失去控制，转速迅速增高，超过标定运转速的110%以上。与此同时，由于转速突升，柴油机燃烧噪声、空气噪声和机械噪声均迅速增大，并柴油机惯性力的不平衡大大增加，使得柴油机振动急剧增加。此夕卜，柴油机飞车也容易造成机件的损坏，如连杆螺栓断裂，打坏缸盖、机身、活塞等零件，曲轴平衡块和调速器飞锤甩出，飞轮破裂等，危及人身安全。
【发明内容】
[0003]针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种防爆柴油机报警保护装置。
[0004]一种防爆柴油机报警保护装置，包括电气箱和置于电气箱内部的控制单元；
[0005]所述电气箱1的前端安设人机界面5、箱体支架3、按键4和把手2，后端设有传感器信号和控制信号的连接口，人机界面5与电气箱内的控制单元相连，人机界面5实时显示柴油机的水温、油压、和报警信息，按键4与电气箱内的控制单元连接，通过按键设定控制单元的报警参数，电气箱1通过支架3安装于防爆控制箱内；
[0006]所述控制单元包括中央处理单元，压力传感器、温度传感器、转速传感器和按键4与中央处理单元连接，当压力传感器、温度传感器、或转速传感器检测到的值超过报警阈值时，中央处理单元驱动报警单元发出报警提示；
[0007]中央处理单元包括分别与中央处理器相连接的输入单元，输出单元，中央处理单元内设置有强制启动保护模块、低温启动保护模块和飞车保护模块；点火锁、温度传感器、压力传感器和转速传感器都与可编程控制器的输入单元相连接，报警单元、电磁阀和人机界面分别与可编程控制器的输出单元相连接；
[0008]所述强制起动保护t旲块中设直有发动机起动转速R1和强制起动时间T1,当中央处理单元接收到点火锁传来的起动信号后，强制起动保护模块开始计时，当起动时间至Li达强制起动保护模块中设定的强制起动时间T1，且转速传感器测得的发动机转速小于起动转速R1，则强制起动保护模块通过输出单元发出保护信号断开继电器KA，强制关闭起动电机；
[0009]所述低温保护模块内设置有安全起动温度T，低温保护模块接收温度传感器检测到的温度信号，当检测到的温度低于安全起动温度T时，则低温起动保护模块发送保护指令给中央处理单元，中央处理单元不响应点火锁发出的起动信号；
[0010]所述飞车保护模块与转速传感器连接，转速传感器通过检测柴油机曲轴的信号获取转速信号，飞车保护模块接收转速信号，将转速信号转换为电压信号，当检测到的电压值超过设定电压后输出控制信号至设置于连接柴油机油箱和柴油机油泵的供油管路上的电磁阀，关闭所述电磁阀。
[0011]本发明的有益效果是:利用可编程控制器取代了传统的继电器控制方式，线路简单，故障率低，只需在可编程控制器中编制相应的程序和设置运行参数即可实现较为复杂的保护方式；对柴油机运行过程中的温度、机油压力、转速信号进行收集，通过PLC计算后进行控制输出和系统保护，该装置可以对柴油机在运行过程中出现的超温、超速、低油压起到报警和自动停机的目的；执行单元，设于连接柴油机油箱和柴油机油泵的供油管路，根据所述控制信号控制所述供油管路的通断。与现有技术相比，本发明提供的柴油机防飞车保护装置能够实时对柴油机的运行工况进行监控，执行单元直接作用于柴油机的供油管路，并不依赖于燃油系统对喷油量的控制，结构简单，工作可靠。
【附图说明】
[0012]图1是本发明电气箱的结构示意图；
[0013]图2是控制单元的的结构示意图；
[0014]图3是中央处理单元的结构示意图；
[0015]图4是飞车保护模块的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明，使本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
[0017]请参阅图1，本发明的防爆柴油机报警保护装置包括电气箱和置于电气箱内部的控制单元。电气箱1的前端安设人机界面5、箱体支架3和把手2，后端设有传感器信号、控制输出的连接口，人机界面5与箱内的控制装置相连，实时显示柴油机的水温、油压、报警信息等，通过按键4可方便设定/修改各报警参数，电气箱1通过支架3安装于防爆控制箱内。
[0018]图2为控制单元的结构示意图，控制单元包括中央处理单元，中央处理单元可以采用PLC等，电源采用24V直流，其工作原理是运用PLC监控柴油机的性能参数，对柴油机运行过程中的温度、机油压力、转速信号进行收集，通过PLC计算后进行控制输出和系统保护，可以对柴油机在运行过程中出现的超温、超速(飞车)、低油压起到报警和自动停机的目的。
[0019]通过按键4可设置报警参数，当系统检测数值超过报警阈值时，PLC会报警提示，驱动报警单元发出声光报警。当转速传感器检测到的转速值超过正常值时，系统会报警提示，并且PLC驱动电磁阀关闭，切断柴油机的供油管路，使得柴油机断油停机。
[0020]控制单元还对柴油机进行起动保护,具体而言,起动保护系统包括点火锁,起动电机，中央处理单元，与中央处理单元相连接的温度传感器、转速传感器和人机界面，点火锁、起动马达分别与中央处理单元相连接。人机界面进一步通过安装所述柴油机的车辆上的CAN总线与中央处理单元进行数据通信。
[0021]中央处理单元以PLC为核心，如图3所示，中央处理单元包括分别与中央处理器相连接的输入单元，输出单元，中央处理单元内设置有强制启动保护模块、频繁启动保护模块、低温启动保护模块和飞车保护模块；点火锁、温度传感器和转速传感器都与可编程控制器的输入单元相连接，起动电机和人机界面分别与可编程控制器的输出单元相连接。
[0022]如图2所示，发动机起动时，驾驶者按下点火锁，起动信号通过输入单元传输到可编程控制器，可编程控制器由输出单元控制输出继电器KA吸合，KA的常开点触点KA’闭合使接触器KM吸合，KM常开触点KM’闭合，起动电机通电起动，带动柴油发动机转动。
[0023]强制起动保护模块中设置有强制起动时间T1，发动机起动转速R1，频繁起动保护模块中设置有起动失败次数η和安全起动间隔时间tl?tn