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电焊机空载自动断电系统设计及应用

2015-12-23 来源：临沂矿业集团有限公司作者：陈国成杨波

0 引言

在煤矿生产成本中用电消耗所占比例达 8% 以上，占用能消耗的 60% ～ 70%。为抓好用电管理、降低用电消耗既是决定矿井发展的效益工程，也是影响矿井形象的社会工程，是矿井日常生产管理中占据着举足轻重的地位。2012年以来，随着煤炭价格的急剧下滑、煤炭市场持续萎缩，集团公司下发了一系列降本增效的文件，通过对各用电环节进行，深入细致的排查分析，认为各加工维修车间电焊机空载运行的问题比较突出，以一台 BX1- 500 型电焊机为例，380 V空载电流达 10 A ～15 A，日空载电耗 15 度左右，一般每个矿井机修车间电焊机配备 6 ～ 8 台，每天造成用电损耗 100kWh 以上，相当于一座矿工宿舍楼的用电量，因此采取必要措施解决电焊机空载用电浪费非常重要。通过调研分析，设计了一种电焊机空载自动断电系统，取得了良好的效果。

1 电焊机空载自动断电系统

系统主要由供电电源、信号检测部分、控制器 3 部分组成，系统控制图如图 1 所示。

1) 供电电源。系统总电源采用 220 V 交流电，通过宽电压电源模块转换为 DC 24 V 直流电，一路为各输入、输出继电器等外围元件供电，另一路为三点式电感振荡发生检测模块供电。振荡模块装有 7805 稳压管，将 DC 24 V 稳压成DC 5 V，为振荡器及各运算比较放大器供电。使用宽电压电源可有效解决大电流冲击造成系统电压波动大、运行不稳定的问题。

2) 信号检测部分。主要为电感式三点振荡模块，它产生 2 kHz 的高频振荡波，加载于电焊机二次侧，根据高频电流对感性负载阻抗大的特点，正常不进行焊接工作时，高频信号很强;当进行焊接工作时，由于电焊钳与焊接工件接通，电焊机二次侧两线短路，使用迅速信号衰减，同时模块内运算比较放大器检测不到高频信号，检测系统输出回路迅速翻转，经放大后输出控制输出继电器发出信号。

3) 控制器。选用 FX2N- 80MT 型 PLC，为系统的核心控制元件。当振荡模块发出焊接信号后，PLC 收到经内部运算控制系统输出继电器吸合，输出继电器控制电焊机接触器吸合，电焊机正常运行;当停止焊接作业时， PLC 收不到振荡模块发出的信号，可立即或经短暂延时后(根据实际情况自行设定延时时间)切断电焊机控制电源，电焊机停止运行。为防止系统故障和紧急情况，PLC 程序内还编制了应急控制程序，见图 2。其面板安装自动、手动转换开关和急停开关，使用 ALT 转换程序交替输出指令，可实现手动单点控制，减少按钮与 PLC 输入点使用。