用于控制工程设备的电气控制系统和工程设备

摘要

本发明公开一种电气控制系统和具有该电气控制系统的工程设备。公开的电气控制系统包括为执行电器供电的主电路和控制主电路的控制电路，还包括控制装置、第一接触点和第二接触点，第一接触点和第二接触点分别连接在主电路和控制电路中，以分别控制主电路和控制电路的通断；第一接触点和第二接触点在控制装置控制下保持相同的状态。利用本发明提供的电气控制系统，在第一接触点和第二接触点均保持闭合时，工程设备可以正常运转；在对工程设备进行检修时，可以使第一接触点、第二接触点保持断开，使主电路和控制电路同时保持断开状态，即使发生误操作，工程设备也不会启动，从而能够避免工程设备由于误操作而启动，提高工程设备检修的安全性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制技术，特别涉及一种用于控制工程设备的电气控制系统，还涉及到一种具有该电气控制系统的工程设备，该工程设备包括固定的装备和可移动的工程机械。

背景技术

当前，在对于一些大型工程设备进行维护或检修时，都必须进入工程设备内部或者进入该工程设备的工作区域；特别是在工程机械行业中，许多搅拌器、振动器、旋转滚筒、提升卷扬机等设备的检修都必须进入该设备作业区域进行。在工程设备运行过程中，工程设备内部或工作区域成为危险区域，如果进入该危险区域，工程设备的运转会对检修人员及检修设备的安全形成严重的威胁。为了保证检修人员的人身安全和检修设备的安全，在检修过程中，要采取适当的检修保护措施，以避免工程设备由于误操作而启动运转，以保证位于危险区域的检修设备和检修人员的安全。

目前，检修保护措施一般是通过对工程设备的电气控制系统进行控制实现的。电气控制系统包括主电路和控制电路，主电路连接电源与电动机(或其他执行电器)，为工程设备的电动机提供电能，使工程设备保持运转；控制电路的功能在于通过其本身状态的改变，实现对主电路闭合和断开状态的转换，进而实现对电动机运转状态的控制。控制电路与主电路的结合能够通过小电流和低电压的电路实现对大电流或高电压电路的控制，以在保证可靠控制工程设备的同时，提高控制工程设备的安全性。当前，各类大型工程设备的检修保护措施主要有两种方案：

一种检修保护措施是在工程设备的危险区域与安全区域之间设置安全检修门，在对工程设备进行检修时，需要通过安全检修门进入工程设备的危险区域；同时，安全检修门上设置常闭开关，该常闭开关串连在该工程设备的控制电路中，之所以串连在控制电路中，原因是控制电路具有较低电压和较小的电流，该检修保护措施能够保持安全检修门的安全性。在工程设备保持正常运行时，安全检修门保持关闭，常闭开关保持闭合，控制电路处于能够接通的状态，通过适当的接触器等元器件就可以使控制电路上电，进而控制主电路的通断。在对工程设备进行检修时，安全检修门打开，常闭开关保持断开状态，此时，使工程设备的控制电路断开，以防止工程设备由于对控制电路的误操作而运转，进而对检修人员或检修设备造成安全威胁，保证工程设备检修的安全。

另一种检修保护措施是在检修时，通过断路器或其他元器件，手动断开主电路和/或控制电路，并悬挂相应的检修指示牌提示操作人员，禁止启动工程设备，实现检修保护的目的。

现有技术所采用的检修保护措施，虽然可以断开工程设备启动的控制电路或者主电路，避免误操作导致对检修人员或检修工程设备造成的安全威胁，从而能够起到一定的安全保护作用，但仍然存在一些安全隐患；特别是对于大型工程设备而言，不仅外形较大，而且运转操作需要多个操作人员配合进行；相关操作人员在未发现或不知道工程设备处于检修状态时，很可能启动工程设备，因此，工程设备由于误操作而运转的事情时常发生。对于上述第一种检修保护措施而言，在工程设备处于检修状态时，安全检修门上的常闭开关只能断开工程设备的控制电路，在控制电路出现异常，或者人为通过主电路强制启动工程设备时，工程设备仍然能够运转，同样会对检修人员和检修设备的安全形成威胁，降低工程设备检修的安全性。对于第二种检修保护措施，对操作人员的责任心与经验依赖性非常强，在操作人员疏忽或大意时，工程设备也会由于误操作而运转，对检修人员和工程设备的安全形成威胁，降低工程设备检修的安全性；另外，该检修保护措施还需要手工进行操作，不仅增加了操作环节，也容易导致操作人员产生侥幸心理，这就进一步地降低了工程设备检修的安全性。

因此，如何避免处于检修状态下工程设备由于误操作而启动，提高工程设备检修的安全性是当前工程技术领域的一个技术难题。

发明内容

针对上述技术难题，本发明的第一个目的在于，提供一种用于控制工程设备的电气控制系统，以提高工程设备检修的安全性。

在上述第一个目的的基础上，本发明的第二个目的在于，提供一种具有上述电气控制系统的工程设备。

为了实现上述第一个目的，本发明提供的用于控制工程设备的电气控制系统包括主电路、控制电路、启动控制器和主接触器，所述启动控制器连接在控制电路上，所述主接触器的控制线圈和接触点分别连接在控制电路和主电路上，与现有技术相比，还包括控制装置、第一接触点和第二接触点，所述第一接触点和第二接触点分别连接在主电路和控制电路中，以分别控制所述主电路和控制电路的通断；所述第一接触点和第二接触点在所述控制装置控制下保持相同的状态。

可选的，所述的用于控制工程设备的电气控制系统还包括第一接触器和第二接触器，所述控制装置包括辅助电路和检修开关；所述第一接触点和第二接触点分别为所述第一接触器和第二接触器的接触点；所述第一接触器的控制线圈、第二接触器的控制线圈和检修开关连接在辅助电路中，所述检修开关的断开与闭合控制辅助电路的通断。

优选的，所述控制装置包括第一安全锁、第二安全锁和一个安全钥匙，所述第一接触器和第二接触器状态分别由第一安全锁和第二安全锁控制；所述安全钥匙与第一安全锁和第二安全锁中的一个配合时，所述第一接触点和第二接触点同时保持断开，或同时保持闭合。

可选的，所述安全钥匙与第一安全锁配合时，所述第一接触点和第二接触点同时保持断开，所述安全钥匙与第二安全锁配合时，所述第一接触点和第二接触点同时保持闭合。

优选的，所述安全钥匙与第一安全锁配合时，所述第一接触点和第二接触点同时保持闭合，所述安全钥匙与第二安全锁配合时，所述第一接触点和第二接触点同时保持断开。

为了实现上述第二个目的，本发明提供的第一种工程设备包括设备本体和安全检修门，所述安全检修门安装在所述设备本体上，还包括上述第一种用于控制工程设备的电气控制系统；所述控制装置根据安全检修门的状态控制第一接触点和第二接触点，并在所述安全检修门打开时，使所述第一接触点和第二接触点同时保持断开。

本发明提供的第二种工程设备包括设备本体和安全检修门，所述安全检修门安装在所述设备本体上，其特征在于，还包括上述第二种用于控制工程设备的电气控制系统，所述检修开关安装在所述设备本体或/和安全检修门上，在所述安全检修门打开时，所述检修开关状态发生改变，使所述第一接触点和第二接触点同时保持断开。

本发明提供的第三种工程设备包括设备本体和安全检修门，所述安全检修门安装在所述设备本体上，还包括上述第三种用于控制工程设备的电气控制系统，所述第二安全锁安装在所述设备本体或/和安全检修门上，并控制所述安全检修门的打开与关闭。

本发明提供的第四种工程设备包括设备本体和安全检修门，所述安全检修门安装在所述设备本体上，还包括上述第四种用于控制工程设备的电气控制系统；所述第二安全锁安装在所述设备本体或/和安全检修门上，所述安全钥匙与第二安全锁分离时，第二安全锁使所述安全检修门保持打开状态。

本发明提供的第五种工程设备包括设备本体和安全检修门，所述安全检修门安装在所述设备本体上，还包括上述第五种用于控制工程设备的电气控制系统；所述第二安全锁安装在所述设备本体或/和安全检修门上，所述安全钥匙与第二安全锁配合时，第二安装锁使安全检修门保持打开状态。

与现有技术相比，本发明提供的用于控制工程设备的电气控制系统中，包括第一接触点、第二接触点和控制装置，控制装置能够使第一接触点和第二接触点同时保持相同的状态，即能够使第一接触点和第二接触点同时保持断开，或同时保持闭合，这样就使被控制工程设备的主电路和控制电路之间保持连锁状态。利用该技术方案提供的电气控制系统，在需要工程设备保持正常运转时，通过控制装置使第一接触点和第二接触点保持闭合，使主电路和控制电路处于能够接通的状态，工程设备可以在其他元器件控制下正常运转；在对工程设备进行检修时，可以通过控制装置使第一接触点、第二接触点保持断开，进而使主电路和控制电路同时保持断开状态，即使发生误操作，工程设备也不会启动，从而能够避免工程设备由于误操作而启动，提高工程设备检修的安全性。

在进一步的技术方案中，所述控制装置包括辅助电路和检修开关，通过电气元件控制第一接触点和第二接触点，该技术方案能够提高电气控制系统控制的自动化和远距离控制，为电气控制系统的布置及操作提供便利。

在进一步的优选技术方案中，所述控制装置包括第一安全锁、第二安全锁和一个安全钥匙，第一安全锁和第二安全锁均能够与安全钥匙相配合；而且，第一安全锁和第二安全锁分别控制第一接触点和第二接触点的状态，在安全钥匙与第一安全锁或第二安全锁相配合时，第一接触点和第二接触点能够分别在相应安全锁控制下同时保持断开状态，或者同时保持闭合状态。该技术方案中，安全钥匙具有唯一性，在通过相应安全锁控制相应接触点时，又需要该安全钥匙进行控制。在检修工程设备时，需要以实物形式存在的安全钥匙进行位置改变，使得工程设备检修必须依据预定规程进行，预定规程能够更好地防止操作人员的疏忽和侥幸心理，进一步提高工程设备检修的安全性能。

另外，上述电气控制系统与工程设备相结合时，并使电气控制系统与工程设备的安全检修门相结合，使电气控制系统的控制装置与安全检修门的状态相关联，即在安全检修门打开时，使电气控制系统的第一接触点和第二接触点同时处于断开状态；在安全检修门关闭时，使电气控制系统的第一接触点和第二接触点同时处于闭合状态；使第一接触点和第二接触点的状态均与安全检修门的状态相关联，能够进一步的提高工程设备检修时的安全性能。

在电气控制系统的控制装置包括第一安全锁、第二安全锁和一个安全钥匙时，电气控制系统与工程设备相结合，第二安全锁在控制第二接触点状态的同时，还能够控制安全检修门的打开与关闭，这样，在安全钥匙与第二安全锁相配合打开安全检修门的同时，能够使第二接触点和第一接触点均保持断开状态。这样，该技术方案就能够同时实现两个方面的功能：第一个方面的功能是使安全检修门打开，为进行工程设备的检修提供便利；另一个方面的功能是使工程设备的主电路和控制电路保持断开，提高工程设备检修过程中的安全性；这两个方面的结合能够在检修过程中，彻底地使电气控制系统保持断开状态，从而能够更加彻底地解决工程设备检修的安全性问题。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种工程设备的外部结构示意图；

图2是实施例一提供的工程设备的电气控制系统控制原理图；

图3是工程设备处于正常运转状态下时，电气控制系统的控制原理图；

图4是工程设备处于检修状态下时，电气控制系统的控制原理图；

图5是本发明实施例二提供的一种电气控制系统的控制原理图。

图中：

1：控制断路器     2：启动控制器     3：安全钥匙

4：第一安全锁     40：第一接触器    41：第一接触点

5：主接触器       6：第二安全锁     60：第二接触器

61：第二接触点    62：安全检修门    7：电动机

71：设备本体      8：主电路         9：控制电路

10：电源          11：控制柜        12：检修开关

13：辅助电路

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

请参考图1和图2，图1是本发明实施例一提供的一种工程设备的外部结构示意图，图2是实施例一提供的工程设备的电气控制系统控制原理图。本例在对工程设备进行说明的同时，对工程设备应用的电气控制系统进行说明。

实施例一提供的工程设备包括设备本体71、安全检修门62、控制柜11。控制柜11中安装有控制断路器1、启动控制器2。实施例一中的电气控制系统包括为工程设备的执行电器供电的主电路8和控制主电路8的控制电路9，主电路8与电源10相连，并且连接作为执行电器的电动机7、主接触器5的接触点、控制断路器1；控制电路9两端与电源10相连形成电回路，并且连接有启动控制器2、主接触器5的控制线圈。控制电路9中的启动控制器2能够控制主接触器5的状态；主接触器5的状态的改变又能够控制主电路8的通断。

另外，上述电气控制系统还包括第一安全锁4、第二安全锁6、一个安全钥匙3、第一接触点41和第二接触点61。第一安全锁4、第二安全锁6和安全钥匙3形成电气控制系统的控制装置，以控制第一接触点41和第二接触点61，并使第一接触点41和第二接触点61同时保持相同的状态，即保持第一接触点41和第二接触点61同时处于断开状态，或者同时处于闭合状态。第一接触点41和第二接触点61又分别以串连的方式连接在主电路8和控制电路9中，从而控制装置能够通过第一接触点41和第二接触点61控制主电路8和控制电路9的状态。

以下对控制装置控制第一接触点41和第二接触点61的具体内容进行描述。

第一接触点41和第二接触点61分别可以安装在第一安全锁4和第二安全锁6内部，相应安全锁状态的改变能够改变相应接触点的状态。第一安全锁4和第二安全锁6具体结构可以采用现有技术中公开的技术方案，比如可以选用中国专利文献CN2672836、CN2240020公开的技术方案；只要安全锁状态的改变能够带动相应接触点进行断开与闭合状态的改变，就能够实现本发明的目的。安全钥匙3在一个电气控制系统中具有唯一性，并能够分别且不同时地与第一安全锁4和第二安全锁6相配合，在安全钥匙3与第二安全锁6分离后，能够与第一安全锁4配合时，操作人员能够通过安全钥匙3改变第一安全锁4的状态；具体方式包括多种；安全钥匙3与第一安全锁4可以是插入式配合，即在安全钥匙3插入第一安全锁4时，第一安全锁4的状态改变，并带动第一接触点41由断开转换到闭合，或由闭合转换的断开；安全钥匙3与第一安全锁4也可以是插入旋转式配合，即在安全钥匙3插入第一安全锁4并旋转预定角度时，第一安全锁4状态改变，等等。同样安全钥匙3与第一安全锁4分离，也可以采用上述方式与第二安全锁6配合。

本例中，第一接触点41为常开接触点，第二接触点61为常闭接触点。请参考图3，该图是工程设备处于正常运转状态下时，电气控制系统的控制原理图。在工程设备处于正常运转状态下，安全钥匙3与第二安全锁6分离，使第二接触点61保持闭合；同时，安全钥匙3与第一安全锁4相配合，使第一接触点41由断开状态转换为闭合状态；此时，控制电路9能够在启动控制器2的控制下通电，使主接触器5的控制线圈上电，进而使主接触器5的接触点由断开状态转换为闭合状态，主电路8通电，电动机启动，满足工程设备启动及正常作业的需要。

请参考图4，该图是工程设备处于检修状态下时，电气控制系统的控制原理图。在工程设备处于检修状态下，安全钥匙3与第一安全锁4分离，第一接触点41保持断开状态；并使安全钥匙3与第二安全锁6配合，第二接触点61由闭合状态转换为断开状态。此时，即使启动控制器2的状态进行改变，控制电路9也不能形成电回路，主接触器5不能进行动作时；同时，由于第一接触点41保持断开，在存在误操作，主接触器5的接触点闭合，或者强制启动电动机7时，主电路8也不能形成回路，电动机7也不能启动；从而能够避免电动机由于误操作而运转，提高该工程设备检修的安全性。

本发明的核心思想在于使电气控制系统的主电路8和控制电路9之间具有一个控制装置，该控制装置能够使连接在主电路8和控制电路9中的第一接触点41和第二接触点61保持相同的状态，即，或者二者同时保持闭合状态，或者二者同时保持断开状态；在二者保持闭合状态下时，电气控制系统能够控制工程设备进行正常的启动及作业；在二者保持断开状态时，电气控制系统能够避免由于误操作而启动工程设备，从而可以保证工程设备检修的安全性。

根据实施例1的描述和上述本发明的核心思想，可以确定，第一接触点41不限于为常开接触点，第二接触点61不限于为常闭接触点。电气控制系统中的第一接触点41也可以为常闭接触点，同时，使第二接触点61为常开接触点；在此情况下，安全钥匙3与第一安全锁4配合时，第一接触点41和第二接触点61保持断开，在此状态下，可以对工程设备进行检修，保证工程设备检修过程的安全；在安全钥匙3与第二安全锁6配合时，第一接触点41和第二接触点61保持闭合，工程设备能够在电气控制系统控制下正常启动和运行。

为了进一步地提高工程设备检修的安全性，实施例一中，第二安全锁6还以适当的方式安装在设备本体71或/和安全检修门62上，这样，第二安全锁6不仅能够控制第二接触点61的闭合与断开，还能够控制安全检修门62的开闭；第二安全锁62可以为电子控制锁或机械锁。本例中，第二安全锁6为机械锁，该机械锁不仅能够通过部件位移的变化，改变第二接触点61的状态，还能够控制安全检修门62的状态；在安全钥匙3与第二安全锁6配合时，在使第二接触点61从闭合状态转换到断开状态的同时，还能够将安全检修门62打开，从而为检修工程设备提供方便。

在对实施例一提供的工程设备进行检修时，需要安全钥匙3才能打开安全检修门62，因此，需要从第一安全锁4上将安全钥匙3取下，在取下安全钥匙3的同时，使第一接触点41从闭合状态转换成断开状态；然后使安全钥匙3与第二安全锁6相配合，使安全检修门62打开，同时，第二安全锁6使第二接触点61从闭合状态转换为断开状态。在检修完毕，将安全检修门62关闭，并将安全钥匙3从第二安全锁6上取下，并与第一安全锁4配合时，工程设备才能启动运转。可以看出，由于第二安全锁6同时控制安全检修门62的状态，在对实施例一中的工程设备进行检修时，必然伴随着安全钥匙3位置的转移，并使安全钥匙3与相应的安全锁配合，使第一接触点41和第二接触点61状态的改变；要使工程设备保持正常运转，必需使安全检修门62保持关闭，并使安全钥匙3与第一安全锁4配合时，工程设备才能正常运转。从而，利用该技术方案对工程设备进行检修时，必须依据预定规程进行，预定规程能够更好地防止操作人员的疏忽和侥幸心理，进一步提高工程设备检修的安全性能。

另外，由于安全钥匙3具有唯一性，安全钥匙3所处的位置可以提示操作人员工程设备所处的状态，在当安全钥匙2与第一安全锁4配合时，就可以确定工程设备处于正常运行状态；当安全钥匙2与第二安全锁6配合时，就可以确定工程设备处于检修状态。

可以理解，也可以通过相反的方式实现上述目的，具体是，在安全钥匙2与第一安全锁4配合时，第一接触点41和第二接触点61同时保持断开，在安全钥匙2与第二安全锁6配合时，第一接触点41和第二接触点61同时保持闭合；与此相适应，在第二安全锁6与安全检修门62之间保持相关联时，在安全钥匙2与第二安全锁6配合时，第二安全锁6才能够使安全检修门62保持闭合状态，此时，工程设备处于正常运转状态，安全检测门62保持闭合，以防止检修人员进入危险区域进行检修；在安全钥匙2与第二安全锁6分离，并与第一安全锁4配合时，第一接触点41和第二接触点61同时保持断开，工程设备处于检修状态，同时，第二安全锁6使安全检修门62保持打开状态；这样，检修人员能够通过安全检修门62进入危险区进行检修，该方式同样能够保持检修过程的规范化，实现提高工程设备检修安全性的目的；而且，通过安全钥匙3所处的位置的不同也能够判断工程设备所处的状态。

对第一接触点41和第二接触点61状态的控制不限于上述方式，本发明实施例二就提供了具有另一种控制装置的电气控制系统。

请参考图5，该图是本发明实施例二提供的一种电气控制系统的控制原理图。与实施例一中的电气控制系统不同，实施例二提供电气控制系统中，控制装置包括辅助电路13和检修开关12。电气控制系统还包括第一接触器40和第二接触器60，第一接触器40的接触点为第一接触点41，第二接触器60的接触点为第二接触点61，第一接触点41和第二接触点61均为常开接触点。辅助电路13与电源10相连，形成电回路，辅助电路13上串连第一接触器40的控制线圈、第二接触器60的控制线圈和检修开关12，检修开关12为常闭开关。在工程设备处于正常运转状态下，检修开关12保持闭合，第一接触点41和第二接触点61动作，并均保持闭合，主电路8和控制电路9处于接通的状态；在需要检修工程设备时，使检修开关12断开，使第一接触点41和第二接触点61保持断开。该实施例提供的电气控制系统也能够实现主电路8和控制电路9的连锁，防止工程设备因误操作而启动，提高工程设备检修的安全性。可以理解，第一接触点41和第二接触点61也可以均为常闭接触点，检修开关12为常开开关，此情况下，在检修开关12保持断开时，第一接触点41和第二接触点61保持闭合，工程设备处于正常运行状态，在检修开关12闭合时，第一接触点41和第二接触点61动作，并断开，工程设备处于检修状态。

为了更进一步地提高工程设备检修的安全性，还可以将检修开关12与安全检修门62相关联，将检修开关12安装在设备本体71或/和安全检修门62上，并使检修开关12根据安全检修门62打开或关闭产生状态的改变，从而使第一接触点41和第二接触点61的状态同时产生预定的变化。检修开关12具体可以是接近开关，行程开关或其他能够改变辅助电路13的开关。

根据上述描述，可以理解，实现第一接触点41和第二接触点61同时保持断开或闭合状态的控制装置不限于上述方式，还可以通过其他的机械式结构控制第一接触点41和第二接触点61的状态，也可以通过电子式装置实现对第一接触点41和第二接触点61状态的控制。同样，各种控制装置可以通过适当的方式安装在设备本体71或/和安全检修门62上，以在安全检修门62打开与关闭时，使控制装置自动转换，进而自动控制第一接触点41和第二接触点61的状态，并在安全检修门62打开时，使第一接触点41和第二接触点61同时保持断开，实现本发明的目的。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。