一种智能除尘风机的控制装置的制作方法

1.本实用新型属于风机除尘技术领域，具体涉及一种智能除尘风机的控制装置。


背景技术：

2.激光切割机作业过程主要针对合金材料，例如碳钢、不锈钢以及铝合金等等，因此切割过程中会产生包括各种金属烟、尘以及气体的烟尘，这些烟尘呈细粒径的颗粒状，且粒径均在亚微米以下。一方面，这些细粒径的烟尘能够扩散弥漫到整个车间内，对人体造成吸入损害，另一方面，对一些金属合金切割产生的气体浓度过大，容易造成爆炸事故。因此激光切割机需要配备除尘风机，以保证激光切割机所在车间的工作环境安全。
3.目前激光切割机的除尘风机采用的是传统的定时除尘方式，即预先设定好每次除尘的时长和两次除尘的间隔。这种定时除尘的方式无法满足现有激光切割机工作环境的多样化要求，待切割材料不同，切割时长不同，预设的除尘时长和除尘间隔经常不能满足需求。一方面预设除尘时长过短，除尘间隔过长可能会导致除尘效果不理想，烟尘有残留，影响激光切割机工作环境的安全，另一方面预设除尘时长过长，除尘间隔过短又会导致电力资源的浪费。
4.此为现有技术的不足，因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种智能除尘风机的控制装置，是非常有必要的。


技术实现要素：

5.针对现有技术的上述除尘风机定时除尘的方式无法满足现有激光切割机工作环境的多样化要求的缺陷，本实用新型提供一种智能除尘风机的控制装置，以解决上述技术问题。
6.本实用新型提供一种智能除尘风机的控制装置，包括plc控制模块、烟雾传感器模块、电源模块、风机电机控制电路模块以及风机电机；
7.烟雾传感器模块设置在激光切割机的机头处；
8.电源模块包括直流电源和交流电源；
9.风机电机控制电路模块包括直流控制单元和交流控制单元；
10.plc控制模块与直流电源、烟雾传感器模块以及直流控制单元均连接；
11.直流电源还与烟雾传感器模块连接；
12.交流控制单元与交流电源、直流控制单元以及风机电机连接。
13.进一步地，plc控制模块、电源模块以及风机电机控制电路模块均设置在激光切割机电控柜内。
14.进一步地，烟雾传感器模块包括正电压端、负电压端和模拟量输出端；
15.烟雾传感器模块的正电压端与直流电源正极连接，烟雾传感器模块的负电压端子与直流电源负极连接；
16.plc控制模块设有模拟量采集端子，模拟量采集端子与烟雾传感器模块的模拟量
输出端连接。
17.进一步地，烟雾传感器模块采用mq-2型号的传感器。
18.进一步地，直流控制单元包括启动继电器、行程限位开关和延时继电器；
19.plc控制模块设有风机启动端子、安全门开关端子以及延时保护端子；
20.风机启动端子与启动继电器的线圈连接，安全门开关端子与行程限位开关连接，延时保护端子与延时继电器的开关触点连接；
21.行程限位开关设置在激光切割机的机头所在安全门处。行程限位开关为安全门的开门辅助器件，当激光切割机大包围前门开启时，行程限位开关处于关断状态，此时plc控制模块接收不到安全门开关端子信号，只采集烟雾传感器模块的信号，判断烟雾是否超标，并在烟雾超标时，闭合启动继电器线圈，进行除尘。延时继电器是为了防止风机电机反复启停，因为当停止风机电机时，如果马上开启风机电机，会造成风机电机的过热损坏，延时继电器启动后，plc控制模块的风机启动端子处于失效状态，直至延时结束。
22.进一步地，交流控制单元包括马达保护开关和交流接触器；
23.交流接触器的线圈与马达保护开关以及启动继电器的开关触点形成串联回路。马达保护开关与交流接触器的线圈相串联，保证风机电机的低压启动。
24.进一步地，马达保护开关一端连接交流电源，马达保护开关另一端与交流接触器的开关触点连接，交流接触器的开关触点另一端与风机电机连接；
25.交流接触器的开关触点还与延时继电器的线圈串联。
26.进一步地，马达保护开关包括第一保护开关、第二保护开关、第三保护开关、第四保护开关以及电流感应线圈；
27.交流接触器的开关触点包括第一开关触点、第二开关触点、第三开关触点以及第四开关触点；
28.电流感应线圈套在风机电机三相电缆线上；
29.第一保护开关、第二保护开关以及第三保护开关分别与交流电源的三相电端子连接，第一保护开关另一端与第一开关触点连接，第二保护开关另一端与第二开关触点连接，第三保护开关另一端与第三开关触点连接；
30.第一开关触点、第二开关触点以及第三开关触点的另一端分别与风机电机的三相输入端子连接；
31.第四保护开关、启动继电器的开关触点以及交流接触器的线圈形成串联回路；
32.第四开关触点一端与直流电源正极连接，第四开关触点另一端与延时继电器的线圈连接，延时继电器的线圈另一端与直流电源负极。马达保护开关的第四保护开关与延时继电器的线圈连接，起到低电压启动的作用，并辅助触发延时继电器的线圈。风机电机与交流接触器的开关触点连接，保证大功率风机电机的正常供电启停。
33.进一步地，烟雾传感器模块与直流电源的连线、烟雾传感器模块与plc控制模块的连线、行程限位开关与plc控制模块的连线均沿着激光切割机的床身走线。
34.进一步地，plc控制模块与直流电源正极和负极连接；
35.直流电源采用24v的直流电源。
36.本实用新型的有益效果在于：
37.本实用新型提供的智能除尘风机的控制装置，plc控制模块将烟雾传感器模块与
传统的定时除尘相结合，有效节省电力资源，保护激光切割机现场的工作环境，实现智能化除尘，满足除尘要求，成本低，同时防止风机电机反复启停保护风机电机的电路安全。
38.此外，本实用新型设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
39.由此可见，本实用新型与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
40.为了更清楚地说明本实用新型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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
41.图1是本实用新型智能除尘风机的控制装置连接示意图。
42.图2是本实用新型智能除尘风机的控制装置烟雾采集示意图。
43.图3是本实用新型智能除尘风机的控制装置直流控制单元示意图。
44.图4是本实用新型智能除尘风机的控制装置控制线路电气示意图。
45.图5是本实用新型智能除尘风机的控制装置交流控制单元主电路示意图。
46.图中，1-plc控制模块；2-烟雾传感器模块；3-电源模块；4-风机电机控制电路模块；6-直流电源；7-交流电源；8-直流控制单元；9-交流控制单元；m1-风机电机；av11-模拟量采集端子；y01-风机启动端子；x01-安全门开关端子；x02-延时保护端子；ka1-启动继电器；sq1-行程限位开关；kt1-延时继电器；qm1-马达保护开关；km1-交流接触器；m24-直流电源负极。
具体实施方式
47.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
48.实施例1：
49.如图所示，本实用新型提供一种智能除尘风机的控制装置，包括plc控制模块1、烟雾传感器模块2、电源模块3、风机电机控制电路模块4以及风机电机m1；
50.烟雾传感器模块设2置在激光切割机的机头处；
51.电源模块3包括直流电源6和交流电源7；
52.风机电机控制电路模块4包括直流控制单元8和交流控制单元9；
53.plc控制模块1与直流电源6、烟雾传感器模块2以及直流控制单8元均连接；
54.直流电源6还与烟雾传感器模块2连接；
55.交流控制单元9与交流电源7、直流控制单元8以及风机电机m1连接。
56.实施例2：
57.如图1所示，本实用新型提供一种智能除尘风机的控制装置，包括plc控制模块1、烟雾传感器模块2、电源模块3、风机电机控制电路模块4以及风机电机m1；
58.烟雾传感器模块设2置在激光切割机的机头处；
59.电源模块3包括直流电源6和交流电源7；
60.风机电机控制电路模块4包括直流控制单元8和交流控制单元9；
61.plc控制模块1与直流电源6、烟雾传感器模块2以及直流控制单8元均连接；
62.直流电源6还与烟雾传感器模块2连接；
63.交流控制单元9与交流电源7、直流控制单元8以及风机电机m1连接；
64.plc控制模块1、电源模块3以及风机电机控制电路模块4均设置在激光切割机电控柜内；
65.直流电源6采用24v的直流电源；
66.如图2所示，烟雾传感器模块2包括正电压端、负电压端和模拟量输出端；烟雾传感器模块2采用mq-2型号的传感器；
67.烟雾传感器模块2的正电压端与直流电源6正极连接，烟雾传感器模块2的负电压端子与直流电源6负极连接；
68.plc控制模块1设有模拟量采集端子av11，模拟量采集端子av11与烟雾传感器模块2的模拟量输出端连接；
69.plc控制模块1与直流电源正极+24v和直流电源负极m24连接；
70.如图3所示，直流控制单元8包括启动继电器ka1、行程限位开关sq1和延时继电器kt1；
71.plc控制模块1设有风机启动端子y01、安全门开关端子x01以及延时保护端子x02；
72.风机启动端子y01与启动继电器ka1的线圈连接，安全门开关端子x01与行程限位开关sq1连接，延时保护端子x02与延时继电器kt1的开关触点连接；
73.行程限位开关sq1设置在激光切割机的机头所在安全门处；
74.行程限位开关sq1为安全门的开门辅助器件，当激光切割机大包围前门开启时，行程限位开关sq1处于关断状态，此时plc控制模块1接收不到安全门开关端子x01信号，只采集烟雾传感器模块2的信号，判断烟雾是否超标，并在烟雾超标时，闭合启动继电器ka1的线圈，进行除尘。延时继电器kt1是为了防止风机电机m1反复启停，因为当停止风机电机m1时，如果马上开启风机电机m1，会造成风机电机m1的过热损坏，而延时继电器kt1启动后，plc控制模块1的风机启动端子y01处于失效状态，直至延时结束；
75.如图4和图5所示，交流控制单元9包括马达保护开关qm1和交流接触器km1；
76.交流接触器km1的线圈与马达保护开关qm1以及启动继电器ka1的开关触点形成串联回路；
77.马达保护开关qm1与交流接触器km1的线圈相串联，保证风机电机m1的低压启动；
78.马达保护开关qm1一端连接交流电源7，马达保护开关qm1另一端与交流接触器km1的开关触点连接，交流接触器km1的开关触点另一端与风机电机m1连接；
79.交流接触器km1的开关触点还与延时继电器kt1的线圈串联；
80.马达保护开关qm1包括第一保护开关、第二保护开关、第三保护开关、第四保护开关以及电流感应线圈；为马达保护开关的电流感应线圈设定保护电流值，起到风机电机m1的第一重硬件保护；
81.交流接触器km1的开关触点包括第一开关触点、第二开关触点、第三开关触点以及
第四开关触点；
82.电流感应线圈套在风机电机m1三相电缆线上；
83.第一保护开关、第二保护开关以及第三保护开关分别与交流电源7的三相电端子连接，第一保护开关另一端与第一开关触点连接，第二保护开关另一端与第二开关触点连接，第三保护开关另一端与第三开关触点连接；
84.第一开关触点、第二开关触点以及第三开关触点的另一端分别与风机电机m1的三相输入端子连接；
85.第四保护开关、启动继电器kt1的开关触点以及交流接触器km1的线圈形成串联回路；
86.第四开关触点一端与直流电源正极+24v连接，第四开关触点另一端与延时继电器kt1的线圈连接，延时继电器kt1线圈另一端与直流电源负极m24；
87.马达保护开关qm1的第四保护开关与延时继电器kt1的线圈连接，起到低电压启动的作用，并辅助触发延时继电器kt1的线圈；风机电机m1与交流接触器km1的开关触点连接，保证大功率风机电机m1的正常供电启停。
88.在激光切割机切割结束后，plc控制模块1开启风机电机m1，传统的风机电机m1将工作半小时以上，因为是由时间控制的，现在使用mq-2型号的烟雾传感器模块2进行烟雾采集烟雾信号，当烟雾量降到合格时，停止风机电机m1，当到达先前设定的时间但是烟雾量没有降到设定的合格值时，风机电机m1可以停止，也可等待烟雾量合格后再停止风机电机m1；当停止风机电机m1时，如果马上开启风机电机m1，会造成风机电机m1的过热损坏，现在延时继电器kt1作用下避免反复启停对风机电机m1电路进行保护，增加了使用安全性。而当人员在打开安全门取样时，若切割仓内气体烟雾超标，plc控制模块1可输出报警，提醒人员佩戴口罩或者气体烟雾达标后打开安全门。
89.本实用新型的智能除尘风机的控制装置工作时，由mq-2型号烟雾传感器模块2检测烟雾值后，输出模拟信号传输给plc控制模块1，plc控制模块1将此值与设定的模拟量值相比较，此时的反馈值是实时刷新的，当设定值大于反馈值时，可以中断输出高电平信号，当设定的风机电机m1除尘时间到达预定值时，但收集到的反馈信号还没有小于预定值时，同样可以中断输出高电平信号，目的为减少电力能源消耗。
90.启动继电器kaq1的线圈受plc控制模块1控制，实现风机电机m1的闭环启停控制；延时继电器kt1是有交流接触器km1线圈控制，当风机电机m1停止后，延时例如5分钟断开，在此延时5分钟内，无法启动风机电机m1，给风机电机m1增加此安全保护措施，由plc控制模块1控制，即当plc控制模块1延时保护端子x02得到信号时，安全门开关端子y01处于失效状态，点击风机电机m1启动的话，在延时时间段的5分钟内无法输出信号，直到延时结束后，才可复位；行程限位开关安sq1，在于开门辅助，当激光切割机大包围前门开启时，安全门开关处于断开状态，由plc控制模块1安全门开关端子x01输入控制，当安全门开关端子01处于无信号时，plc控制模块1根据mq-2型号传感器模块2采集到的烟雾值与预设值比较，当烟雾值若大于预设值便报警并提示于操作者烟雾浓度过大，请开启风机电机1除尘。
91.尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本实用新型进行了详细描述，但本实用新型并不限于此。在不脱离本实用新型的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本实用新型的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本实用
新型的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种智能除尘风机的控制装置，其特征在于，包括plc控制模块、烟雾传感器模块、电源模块、风机电机控制电路模块以及风机电机；烟雾传感器模块设置在激光切割机的机头处；电源模块包括直流电源和交流电源；风机电机控制电路模块包括直流控制单元和交流控制单元；plc控制模块与直流电源、烟雾传感器模块以及直流控制单元均连接；直流电源还与烟雾传感器模块连接；交流控制单元与交流电源、直流控制单元以及风机电机连接。2.如权利要求1所述的智能除尘风机的控制装置，其特征在于，plc控制模块、电源模块以及风机电机控制电路模块均设置在激光切割机电控柜内。3.如权利要求1所述的智能除尘风机的控制装置，其特征在于，烟雾传感器模块包括正电压端、负电压端和模拟量输出端；烟雾传感器模块的正电压端与直流电源正极连接，烟雾传感器模块的负电压端子与直流电源负极连接；plc控制模块设有模拟量采集端子，模拟量采集端子与烟雾传感器模块的模拟量输出端连接。4.如权利要求1或3所述的智能除尘风机的控制装置，其特征在于，烟雾传感器模块采用mq-2型号的传感器。5.如权利要求1所述的智能除尘风机的控制装置，其特征在于，直流控制单元包括启动继电器、行程限位开关和延时继电器；plc控制模块设有风机启动端子、安全门开关端子以及延时保护端子；风机启动端子与启动继电器的线圈连接，安全门开关端子与行程限位开关连接，延时保护端子与延时继电器的开关触点连接；行程限位开关设置在激光切割机的机头所在安全门处。6.如权利要求5所述的智能除尘风机的控制装置，其特征在于，交流控制单元包括马达保护开关和交流接触器；交流接触器的线圈与马达保护开关以及启动继电器的开关触点形成串联回路。7.如权利要求6所述的智能除尘风机的控制装置，其特征在于，马达保护开关一端连接交流电源，马达保护开关另一端与交流接触器的开关触点连接，交流接触器的开关触点另一端与风机电机连接；交流接触器的开关触点还与延时继电器的线圈串联。8.如权利要求7所述的智能除尘风机的控制装置，其特征在于，马达保护开关包括第一保护开关、第二保护开关、第三保护开关、第四保护开关以及电流感应线圈；交流接触器的开关触点包括第一开关触点、第二开关触点、第三开关触点以及第四开关触点；电流感应线圈套在风机电机三相电缆线上；第一保护开关、第二保护开关以及第三保护开关分别与交流电源的三相电端子连接，第一保护开关另一端与第一开关触点连接，第二保护开关另一端与第二开关触点连接，第三保护开关另一端与第三开关触点连接；
第一开关触点、第二开关触点以及第三开关触点的另一端分别与风机电机的三相输入端子连接；第四保护开关、启动继电器的开关触点以及交流接触器的线圈形成串联回路；第四开关触点一端与直流电源正极连接，第四开关触点另一端与延时继电器的线圈连接，延时继电器的线圈另一端与直流电源负极。9.如权利要求8所述的智能除尘风机的控制装置，其特征在于，烟雾传感器模块与直流电源的连线、烟雾传感器模块与plc控制模块的连线、行程限位开关与plc控制模块的连线均沿着激光切割机的床身走线。10.如权利要求1所述的智能除尘风机的控制装置，其特征在于，plc控制模块与直流电源正极和负极连接；直流电源采用24v的直流电源。

技术总结
本实用新型提供一种智能除尘风机的控制装置，属于风机除尘技术领域，所述装置包括PLC控制模块、烟雾传感器模块、电源模块、风机电机控制电路模块以及风机电机；烟雾传感器模块设置在激光切割机的机头处；电源模块包括直流电源和交流电源；风机电机控制电路模块包括直流控制单元和交流控制单元；PLC控制模块与直流电源、烟雾传感器模块以及直流控制单元均连接；直流电源还与烟雾传感器模块连接；交流控制单元与交流电源、直流控制单元以及风机电机连接。本实用新型通过PLC控制模块将烟雾传感器模块与传统的定时除尘相结合，有效节省电力资源，保护激光切割机现场的工作环境，实现智能化除尘，满足除尘要求，成本低。成本低。成本低。


技术研发人员：王宇 马耀滨 董大哲
受保护的技术使用者：济南邦德激光股份有限公司
技术研发日：2023.03.20
技术公布日：2023/8/19