基于防触电保护与节能的焊机控制系统、焊机及方法与流程

机械加工,机床金属加工设备的制造及其加工,应用技术1.本发明属于焊机控制技术领域，尤其涉及一种基于防触电保护与节能的焊机控制系统、焊机及方法。背景技术：2.制造业行业电弧焊机是一种常用的低压电气设备，为了保证电弧焊机在焊接时能够引弧，电弧焊机空载时需要具有较高的引弧电压，约80伏。由于引弧电压高于安全电压，人体接触后，极易发生触电事故，因此，为了防止人体触电，电弧焊机应连接一空载降压保护器，以防止人体触电伤亡。另外，由于电弧焊机工作电压为380伏或220伏，未焊接时存在一定的电能损耗。3.发明人发现，现有的电弧焊机并未考虑电弧焊机空载时引弧电压对工作人员的伤害问题，也没有解决未焊接时存在一定的电能损耗的问题。技术实现要素：4.本发明为了解决上述问题，提出了一种基于防触电保护与节能的焊机控制系统、焊机及方法，本发明中，在控制系统中设置了控制板，控制板中的信号线通过检测电焊机二次负载电阻来启动磁保持继电器的吸合，实现了空载时焊接不工作、负载时工作的目的；同时，根据内置互感器检测电流控制磁保持继电器持续吸合和释放，实现了焊接工作状态时通电、非工作状态时断电的目的；磁保持继电器接入电焊机一次电源，实现自动电源控制。5.为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种基于防触电保护与节能的焊机控制系统，采用如下技术方案：6.基于防触电与节能的焊机控制系统，包括控制板，以及与所述控制板连接的信号线、互感器和磁保持继电器；7.所述信号线用于检测焊机二次负载电阻，所述互感器用于检测电源输出端的电流；8.所述控制板用于根据所述信号线检测的焊机二次负载电阻来启动所述磁保持继电器的吸合，以及根据所述互感器检测电流来控制所述磁保持继电器持续吸合和释放；9.所述磁保持继电器用于将电源接与焊机接通或断开。10.进一步的，所述互感器为电流互感器，设置在所述磁保持继电器与电源输出端之间的导线上。11.进一步的，所述电流互感器感应的电流在与其连接的电阻作用下转换成电压，电压通过a/d转换后传输到控制板上。12.进一步的，当检测电阻小于等于预设电阻时，所述磁保持继电器吸合；经设定的时间进行延时，延时范围内检测电流低于预设电流值，延时后所述磁保持继电器释放；13.经设定时间进行延时，延时范围内检测电流高于预设电流值，所述磁保持继电器持续吸合，直到检测电流低于预设电流值瞬间，重新经设定的时间进行延时并循环执行，否则所述磁保持继电器持续吸合；所述磁保持继电器释放后，重新执行检测电阻，循环执行。14.进一步的，焊接时，焊把和地短路，控制所述磁保持继电器吸合；同时，进行计时，在预设时间内，如果检测的焊机工作电流小于预设的电流值，则控制所述磁保持继电器断开。15.进一步的，所述控制板上连接运行指示灯和停止指示灯。16.为了实现上述目的，第二方面，本发明还提供了一种基于防触电保护与节能的焊机，采用如下技术方案：17.基于防触电保护与节能的焊机，至少包括控制系统，所述控制系统包括控制板，以及与所述控制板连接的信号线、互感器和磁保持继电器；18.所述信号线用于检测焊机二次负载电阻，所述互感器用于检测电流；19.所述控制板用于根据所述信号线检测的焊机二次负载电阻来启动所述磁保持继电器的吸合，以及根据所述互感器检测电流来控制所述磁保持继电器持续吸合和释放；20.所述磁保持继电器用于将电源接与焊机接通或断开。21.进一步的，所述互感器为电流互感器，设置在所述磁保持继电器与电源输出端之间的导线上；当检测电阻小于等于预设电阻时，所述磁保持继电器吸合；经设定的时间进行延时，延时范围内检测电流低于预设电流值，延时后所述磁保持继电器释放；22.经设定时间进行延时，延时范围内检测电流高于预设电流值，所述磁保持继电器持续吸合，直到检测电流低于预设电流值瞬间，重新经设定的时间进行延时并循环执行，否则所述磁保持继电器持续吸合；所述磁保持继电器释放后，重新执行检测电阻，循环执行。23.进一步的，焊接时，焊把和地短路，控制所述磁保持继电器吸合；同时，进行计时，在预设时间内，如果检测的焊机工作电流小于预设的电流值，则控制所述磁保持继电器断开。24.为了实现上述目的，第三方面，本发明还提供了一种基于防触电保护与节能的焊机控制方法，采用如下技术方案：25.基于防触电保护与节能的焊机控制方法，采用了如第一方面中所述的基于防触电与节能的焊机控制系统，包括：26.检测焊机二次负载电阻和电源输出端的电流；27.根据检测的焊机二次负载电阻来启动磁保持继电器的吸合，根据检测电流来控制磁保持继电器持续吸合和释放；28.磁保持继电器用于将电源接与焊机接通或断开。29.与现有技术相比，本发明的有益效果为：30.1、本发明在控制系统中设置了控制板，控制板中的信号线通过检测电焊机二次负载电阻来启动磁保持继电器的吸合，根据内置互感器检测电流控制磁保持继电器持续吸合和释放，磁保持继电器接入电焊机一次电源，通过实时采集焊机输出侧信号，自动辨识焊机是否处于工作状态，未工作，自动发出指令，切断电子继电器，切断电源，工作时自动闭合继电器进行工作；实现了空载时焊接不工作、负载时工作的目的；31.2、本发明空载时，切断电源，安全性和节能效果十分明显；32.3、本发明启动信号检测电路设计精简，检测灵敏度高，抗干扰性好；并且以数字信号的方式输入到微处理器中，便于逻辑判断和处理；由于数字信号的稳定性和抗干扰性比模拟信号高，这样保证了电焊机不会因为意外的干扰误触发；33.4、本发明采用体积小的环形电磁传感器及其信号调理电路采集工作信号，采集灵敏度高，并且能够滤掉干扰信号，保证了可靠性和安全性；而且电磁传感器的绕制简单，加工方便；34.5、本发明动时间短，可以小于0.5s；35.6、本发明把焊接的工作特点与微处理器强大的逻辑处理功能结合在一起，使得操作简单，功能强大，实现了装置的智能化、电子化和小型化，解决了以往接入保护器后对焊接质量影响的缺点；36.7、本发明采用磁保持继电器，可靠性和使用寿命大大提高；37.8、本发明体积小、重量轻和安装方便。附图说明38.构成本实施例的一部分的说明书附图用来提供对本实施例的进一步理解，本实施例的示意性实施例及其说明用于解释本实施例，并不构成对本实施例的不当限定。39.图1为本发明实施例1的结构示意图；40.图2为本发明实施例1的第一部分工作原理图；41.图3为本发明实施例1的第二部分工作原理图。具体实施方式：42.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。43.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。44.名词解释：45.焊机二次负载，焊机分为一次侧和二次侧，一次侧为电源输入，配置漏电保护器，有触电保护；二次侧为焊机输出到焊件，与一次侧隔离，一次侧保护在二次侧不起作用，需单独加保护，一旦二次触电，无保护，将会触电。46.互感器，互感器又称为仪用变压器，是电流互感器和电压互感器的统称。能将高电压变成低电压、大电流变成小电流，用于量测或保护系统。其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压(100v)或标准小电流(5a或1a，均指额定值)，以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全。47.信号线，信号线分正负两根线，分别接至焊接二次输出的正负接线柱，信号线带有12v电压，如若焊机二次侧正负接触到一起，默认为工作状态，信号线采集到的阻值低于200欧姆，r＝u/i，如若信号线采集到的阻值高于200欧姆，默认为焊机二次处于悬空，未工作。48.磁保持继电器，磁保持继电器其触点开、合状态平时由永久磁铁所产生的磁力所保持。当继电器的触点需要开或合状态时，只需要用正(反)直流脉冲电压激励线圈，继电器在瞬间就完成了开与合的状态转换。通常触点处于保持状态时，线圈不需要继续通电，仅靠永久磁铁的磁力就能维持继电器的状态不变。49.实施例1：50.如图1所示，本实施例提供了一种基于防触电与节能的焊机控制系统，包括控制板，以及与所述控制板连接的信号线、互感器和磁保持继电器；所述控制板的工作电源可以设置为单相ac380v；51.所述信号线用于检测焊机二次负载电阻，所述互感器用于检测电源输出端的电流；本实施例中，重点在于强调获取的信号为焊机二次负载电阻，而负载电阻的具体检测方式为常规设置，在此不再详述；52.所述控制板用于根据所述信号线检测的焊机二次负载电阻来启动所述磁保持继电器的吸合，以及根据所述互感器检测电流来控制所述磁保持继电器持续吸合和释放；53.所述磁保持继电器用于将电源接与焊机接通或断开。54.本实施例中，当检测电阻小于等于预设电阻时，所述磁保持继电器吸合；经设定的时间进行延时，延时范围内检测电流低于预设电流值，延时后所述磁保持继电器释放；经设定时间进行延时，延时范围内检测电流高于预设电流值，所述磁保持继电器持续吸合，直到检测电流低于预设电流值瞬间，重新经设定的时间进行延时并循环执行，否则所述磁保持继电器持续吸合；所述磁保持继电器释放后，重新执行检测电阻，循环执行，保护动作的具体步骤可以为：55.s1、信号线检测电阻≤200ω，具体以实际样板测量为准，所示磁保持继电器吸合；56.s2、经设定的时间进行延时，延时范围内检测电流低于预设电流值5a，延时后所述磁保持继电器释放；57.s3、经设定时间进行延时，延时范围内检测电流高于预设电流值5a，所述磁保持继电器持续吸合，直到检测电流低于预设电流值5a瞬间，重新经设定的时间进行延时，循环执行步骤s2，否则所述磁保持继电器持续吸合；58.s4、所述磁保持继电器释放后，执行步骤s1，循环执行。59.本实施例中，如图2和图3所示，h1接220v市电，经开关电路转换成一路5vdc和一路12vdc，5vdc给单片机供电，12vdc给继电器供电。60.本实施例中，所述互感器为电流互感器，设置在所述磁保持继电器与电源输出端之间的导线上；所述电流互感器感应的电流在与其连接的电阻作用下转换成电压，电压通过a/d转换后传输到控制板上；具体的，如图2和图3所示，aciin接口接电流互感器，电流互感器感应出的电流经过电阻r7转换成电压，此电压经过a/d转换后被单片机采集，单片机从而能够判断电焊机的工作电流。61.swin接一路开关，此开关来切换保护模式和一般模式，开关断开为保护模式，开关接通为一般模式。62.焊接时，焊把和地短路，控制所述磁保持继电器吸合；同时，进行计时，在预设时间内，如果检测的焊机工作电流小于预设的电流值，则控制所述磁保持继电器断开；具体的，如图2和图3所示，j1接口接触发线路，实际使用时是接的焊把和地。当焊接的时候，焊把和地相当于短路，此时会通过光耦ed1给单片机一个触发信号，单片机会发送一个吸合信号给q1，q1再控制磁保持继电器吸合。同时，单片机会进行计时，在6秒钟内，如果检测的电焊机的工作电流小于设置的电流值，则单片机发送关断信号给q2，q2再控制磁保持继电器断开；k2接口接磁保持继电器。63.需要说明的是，图2右边的三根线与图3左边的三根线对应连接。64.所述控制板上连接运行指示灯和停止指示灯；led接口接工作指示灯，当电焊机工作时，红灯亮，当电焊机不工作时，绿灯亮。65.实施例2：66.本实施例提供了一种基于防触电保护与节能的焊机，至少包括控制系统，所述控制系统包括控制板，以及与所述控制板连接的信号线、互感器和磁保持继电器；本实施例中的控制系统采用了实施例1中基于防触电与节能的焊机控制系统的所有功能；67.所述信号线用于检测焊机二次负载电阻，所述互感器用于检测电流；68.所述控制板用于根据所述信号线检测的焊机二次负载电阻来启动所述磁保持继电器的吸合，以及根据所述互感器检测电流来控制所述磁保持继电器持续吸合和释放；69.所述磁保持继电器用于将电源接与焊机接通或断开。70.本实施例中，所述互感器为电流互感器，设置在所述磁保持继电器与电源输出端之间的导线上；当检测电阻小于等于预设电阻时，所述磁保持继电器吸合；经设定的时间进行延时，延时范围内检测电流低于预设电流值，延时后所述磁保持继电器释放；71.经设定时间进行延时，延时范围内检测电流高于预设电流值，所述磁保持继电器持续吸合，直到检测电流低于预设电流值瞬间，重新经设定的时间进行延时并循环执行，否则所述磁保持继电器持续吸合；所述磁保持继电器释放后，重新执行检测电阻，循环执行。72.本实施例中，焊接时，焊把和地短路，控制所述磁保持继电器吸合；同时，进行计时，在预设时间内，如果检测的焊机工作电流小于预设的电流值，则控制所述磁保持继电器断开。73.实施例3：74.本实施例提供了一种基于防触电保护与节能的焊机控制方法，采用了如实施例1中所述的基于防触电与节能的焊机控制系统，包括：75.检测焊机二次负载电阻和电源输出端的电流；76.根据检测的焊机二次负载电阻来启动磁保持继电器的吸合，根据检测电流来控制磁保持继电器持续吸合和释放；77.磁保持继电器用于将电源接与焊机接通或断开。78.以上所述仅为本实施例的优选实施例而已，并不用于限制本实施例，对于本领域的技术人员来说，本实施例可以有各种更改和变化。凡在本实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实施例的保护范围之内。









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