移动式破碎筛分站的电流监控系统及控制方法

534 编辑：中冶有色技术网来源：徐州徐工矿业机械有限公司

2023-12-21 15:45:17

权利要求书： 1.一种移动式破碎筛分站的电流监控系统，其特征在于：包括柴油发电机组、控制柜以及位于控制柜中的剩余电流互感器Ⅰ、空气断路器、控制器、电流互感器、剩余电流互感器Ⅱ、破碎主机电动机、各输送皮带电动机、水泵、磁选除铁器装置、剩余电流监控继电器、智能监控装置Ⅰ、智能监控装置Ⅱ、人机界面、振动电动机；

系统电源电缆由柴油发电机组经控制柜穿过剩余电流互感器Ⅰ与控制柜母线排连接；

破碎主机电动机电源线通过空气断路器后，穿过电流互感器、再经过星角启动的交流接触器，然后同破碎主机电动机接线盒连接，电流互感器信号线连接至智能监控装置Ⅰ，其再将信号传输至控制器；各皮带输送机电动机的电源线首先通过各自的断路器和接触器，然后接入智能监控装置Ⅱ连接至各皮带输送机电动机接线盒内；水泵、磁选除铁装置为单相负载，其线路通过小型断路器穿过剩余电流互感II连接至各负载；

振动电动机电源线通过断路器及接触器连接至交流变频器，经过变频调制的电源再连接至振动电动机接线盒内；

剩余电流监控继电器与剩余电流互感器Ⅱ相连；

剩余电流监控继电器、智能监控装置Ⅰ、智能监控装置Ⅱ将信息传输至控制器，控制器同HIM人机界面相连，实现数据互通，人机交互。

2.根据权利要求1所述的一种移动式破碎筛分站的电流监控系统，其特征在于：还包括GPS无线终端、无线传输链路、远程服务器；

GPS无线终端通过无线链路实时不间断发送破碎机械各种数据至远程服务器，供企业和用户ERP管理系统使用。

3.根据权利要求1所述的一种移动式破碎筛分站的电流监控系统，其特征在于：控制器通过无线网关采用WIFI或4G通讯方式，实现机械使用数据短距离传输，并让用户通过APP平台管理机械。

4.根据权利要求1所述的一种移动式破碎筛分站的电流监控系统，其特征在于：柴油发电机组固定在移动式破碎机主机架上方动力仓内，柴油发电机组动力线穿过剩余电流互感器Ⅰ接入控制柜内空气断路器，然后通过母线排引出供各负荷单元使用。

5.根据权利要求1所述的一种移动式破碎筛分站的电流监控系统，其特征在于：还包括剩余电流监控装置，其与剩余电流互感器I相连，剩余电流监控装置能将剩余电流互感器I采集信号实时处理，将整机设备剩余电流值通过显示屏显示，并能输出控制信号控制空气断路器，能安全及时脱扣切断电力。

6.一种基于权利要求1至5任一项所述的移动式破碎筛分站的电流监控系统的控制方法，其特征在于：剩余电流互感器Ⅰ串接于空气断路器前，剩余电流监控装置能将剩余电流互感器Ⅰ采集信号实时处理，将整机设备剩余电流值通过显示屏显示，并能输出控制信号控制空气断路器，能安全及时脱扣切断电力；

设备各动力拖动单元将各自智能监控装置的实时电流监控数据信息传输给控制器，控制器一方面将实时信息传输至人机界面显示，并触发相关逻辑控制程序，发出警报和进行断路器脱扣控制；

控制器程序内建不同工况下的模式库，设有轻载、适中、过载、超重载工况，运用超驰控制或模糊算法形成各拖动单元不同工况下的数据库及控制策略，机械实时采集的电流监测数据信息在控制器中进行计算处理，模拟出工况信息并同数据库比对，系统会按比对出的工况信息智能调整设备拖动方案，使输送的物料流得以有效控制，符合实时工况。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于：GPS无线终端通过无线链路实时不间断发送破碎机械各种数据至远程服务器供企业和用户ERP管理系统使用。

8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于：控制器通过无线网关采用WIFI或4G通讯方式，实现机械使用数据短距离传输，并让用户通过APP平台管理机械。

说明书：一种移动式破碎筛分站的电流监控系统及控制方法技术领域[0001] 本发明属于移动式破碎筛分站技术领域，具体涉及一种移动式破碎筛分站的电流监控系统及控制方法。

背景技术[0002] 当前,移动式破碎筛分站设备在国家建设中广泛应用，其自带柴油发动机组，为设备提供拖动与控制动力，且智能化控制，燃油成本低，运维成本少，得到广大用户的认可。

[0003] 国产移动式破碎筛分站及其电流监控技术多采用电流互感器采集主回路电流，配以电流表指示，其它拖动单元采用电动机普通保护技术，无电流的实时监测和综合运用，不

能全时掌握其使用工况，更无智能化调整自适应工况的技术。

[0004] 进口移动式破碎筛分站电流监控系统和控制技术比较先进和智能化，针对雷击、火灾、漏触电事故风险，均采用剩余电流监控保护装置技术；其它拖动单元有较为全面的电

动机普通保护技术进行拖动和控制，采用智能电流监控装置对拖动单元电流进行监控，但

多停留在过载、过流保护技术上，没有将各类电流监控信息实时汇集到控制器，进行数据分

析处理，智能化对拖动单元工况进行模拟以及自动学习并适应工况。

[0005] 综上所述来看只有提高设备的工况适应能力、加强用户的操作体验，提升故障自诊断能力，才能更好地提高机械作业效率，降低用户总成本并改善作业条件。

发明内容[0006] 根据现有技术的不足，本发明提供一种移动式破碎筛分站的电流监控系统及控制方法，降低了停机率，提升了生产效率。

[0007] 本发明按以下技术方案实现：[0008] 一种移动式破碎筛分站的电流监控系统，包括柴油发电机组、控制柜以及位于控制柜中的剩余电流互感器Ⅰ、空气断路器、控制器、电流互感器、剩余电流互感器Ⅱ、破碎主

机电动机、各输送皮带电动机、水泵、磁选除铁器装置、剩余电流监控继电器、智能监控装置

Ⅰ、智能监控装置Ⅱ、人机界面、振动电动机；系统电源电缆由柴油发电机组经控制柜穿过剩

余电流互感器Ⅰ与控制柜母线排连接；破碎主机电动机电源线通过空气断路器后，穿过电流

互感器、再经过星角启动的交流接触器，然后同破碎主机电动机接线盒连接，电流互感器信

号线连接至智智能监控装置Ⅰ，其再将信号传输至控制器；各皮带输送机电动机的电源线首

先通过各自的断路器和接触器，然后接入智能监控装置Ⅱ连接至各皮带输送机电动机接线

盒内；水泵、磁选除铁装置为单相负载，其线路通过小型断路器穿过剩余电流互感Ⅱ连接至

各负载；振动电动机电源线通过断路器及接触器连接至交流变频器，经过变频调制的电源

再连接至振动电动机接线盒内；剩余电流监控继电器与剩余电流互感器Ⅱ相连；剩余电流

监控继电器、智能监控装置Ⅰ、智能监控装置Ⅱ将信息传输至控制器，控制器同HIM人机界面

相连，实现数据互通，人机交互。

[0009] 进一步，还包括GPS无线终端、无线传输链路、远程服务器；GPS无线终端通过无线链路实时不间断发送破碎机械各种数据至远程服务器供企业和用户ERP管理系统使用。

[0010] 进一步，控制器通过无线网关采用WIFI或4G通讯方式，实现机械使用数据短距离传输，并让用户通过APP平台管理机械。

[0011] 进一步，柴油发电机组固定在移动式破碎机主机架上方动力仓内，柴油发电机组动力线穿过剩余电流互感器Ⅰ接入控制柜内空气断路器，然后通过母线排引出供各负荷单

元使用。

[0012] 进一步，还包括剩余电流监控装置，其与剩余电流互感器I相连，剩余电流监控装置能将剩余电流互感器Ⅰ采集信号实时处理，将整机设备剩余电流值通过显示屏显示，并能

输出开关量控制信号串入空气断路器，能安全使其脱扣切断电力。

[0013] 进一步，所述智能监控装置直接串接动力线路中，能实时监控线路电压、电流值，提供欠压、过压、缺相、错相及剩余电流保护。

[0014] 一种移动式破碎筛分站的电流监控方法，剩余电流互感器I串接于空气断路器前，剩余电流监控装置能将剩余电流互感器Ⅰ采集信号实时处理，将整机设备剩余电流值通过

显示屏显示，并能输出开关量控制信号控制空气断路器，能安全使其脱扣切断电力；设备各

动力拖动单元将各自智能监控装置的电流实时监控数据信息传输给控制器，控制器一方面

将实时信息传输至人机界面显示，并触发相关逻辑控制程序，发出警报和进行断路器脱扣

控制；控制器程序内建不同工况下的模式库，设有轻载、适中、过载、超重载工况，运用超驰

控制或模糊算法形成各拖动单元不同工况下的数据库及控制策略，机械实时采集的电流监

测数据信息在控制器中进行计算处理，模拟出工况信息并同数据库比对，系统会按比对出

的工况信息智能调整设备拖动方案，使输送的物料流得以有效控制，符合实时工况。

[0015] 进一步，GPS无线终端通过无线链路实时不间断发送破碎机械各种数据至远程服务器供企业和用户ERP管理系统使用。

[0016] 进一步，控制器通过无线网关采用WIFI或4G通讯方式，实现机械使用数据短距离传输，并让用户通过APP平台管理机械。

[0017] 本发明有益效果：[0018] 与现有技术相比，本发明具有以下特点：[0019] 1、本发明机械较国产产品更规范、更全面配置了各类电流监控装置，确保对机械各动力拖动单元的电流进行有效、实时地监控，更智能化地解决设备因电缆磨损、元器件漏

电、绝缘等级减弱等引起的故障，更精准地保护各拖动单元运行在可靠工况下，降低了停机

率，提升了生产效率。

[0020] 2、本技术采集诸多工况下的电流数据信息，通过建模比对分析，形成有“轻载、适中、过载、超重载”工况模式库，使设备拥有自适应工况能力，运用了选择性（超驰）控制技

术，实现了软保护功效，自动调节料流使设备电流调整在安全工况模式下，这种自适应工况

能力尤为提高了破碎机群的工作效率和设备的可靠性。

[0021] 3、无线智能终端平台应用APP，对破碎机械机群系统运行状态进行实时采集，使机手可以远程无线监管设备，通电流监控对机械的负荷一目了然并可结合无线视频信息精准

的掌控破碎机群输送料流。

附图说明[0022] 图1是本发明的电气连接关系示意图；[0023] 图2是本发明的控制方法流程图；[0024] 图3是本发明的选择性（超驰）控制应用流程图。具体实施方式[0025] 为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类

似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明

一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用

于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。下

面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

[0026] 如图1所示，一种移动式破碎筛分站及其电流监控控制系统，包括柴油发电机组1、控制柜、剩余电流互感器Ⅰ2、空气断路器16、剩余电流监控装置3、控制器4、电流互感器5、剩

余电流互感器II6、破碎主机电动机7、各输送皮带电动机8、水泵、磁选除铁器装置9、剩余电

流监控继电器10、智能监控装置Ⅰ11、智能监控装置Ⅱ、人机界面12、GPS无线终端13、无线传

输链路14、远程服务器15、空气断路器16、振动电动机17、交流变频器18。

[0027] 其中，控制柜中设有剩余电流互感器Ⅰ2、空气断路器16、剩余电流监控装置3、控制器4、电流互感器5、剩余电流互感器Ⅱ6、剩余电流监控继电器10、智能监控装置Ⅰ11、人机界

面12、GPS无线终端13。

[0028] 系统电源电缆由柴油发电机组1经控制柜穿过剩余电流互感器I2连接空气断路器16，再与控制柜母线排连接；破碎主机电动机7电源线从母排通过空气保护开关后，穿过电

流互感器5、再经过星角启动的交流接触器，然后同电动机7接线盒连接，电流互感器5信号

线连接至智能监控装置Ⅰ11，其再将信号传输至控制器4；各皮带输送机电动机8的电源线首

先通过各自的断路器和接触器，然后接入智能监控装置Ⅱ连接至各皮带输送机电动机8接

线盒内；水泵、磁选除铁装置9为单相负载，其线路通过小型断路器穿过剩余电流互感Ⅱ6连

接至各负载；振动机械的振动电动机17电源线通过断路器及接触器连接至交流变频器18，

经过变频调制的电源再连接至振动电动机17接线盒内；剩余电流监控继电器10、智能监控

装置Ⅰ11将信息传输至控制器4，控制器4同HIM人机界面12相连，实现数据互通，人机交互；

控制器4同时与GPS无线终端13相连，实现数据共享，GPS无线终端13通过无线传输链路14传

输数据至远程服务器15供管理平台使用。

[0029] 柴油发电组1固定在移动式破碎机主机架上方动力仓内，柴油机同时为移动系统提供动力，发电机动力线穿过剩余电流互感器Ⅰ2接入控制柜内空气断路器16，然后通过母

线排引出供各负荷单元使用；剩余电流互感器确保能实时采集机械所有负荷矢量电流值。

[0030] 破碎机械智能控制元器件单元间的通讯均采用CAN总线协议通讯。[0031] 人机界面12包括指示灯、触摸式监控器和键盘，实现各种人机交互功能。[0032] GPS无线终端13通过无线网关实时不间断发送破碎机械各种数据至远程服务器15供企业和用户ERP管理系统使用。控制器4通过无线网关采用WIFI或4G通讯方式，实现机械

使用数据短距离传输，并让用户通过专用APP平台管理机械。

[0033] 剩余电流监控装置3是防止人身触电、电气火灾及电气设备损坏的一种有效的防护措施。

[0034] 本发明采用柴油发电组1所发400三相交流电源为整机供电，400三相交流电源电缆由破碎机械动力仓发电机引出，穿过剩余电流互感器Ⅰ2再接至控制柜内的空气断路器

16，再接入母线铜排为整机系统提供电能。控制器4通过采集系统电压、相位、电流、频率、温

度、转速、压力等信号，根据人机界面12指令控制负荷总开关、断路器、各接触器以及智能监

控装置实现电动机系统起动及保护功能。人机界面12根据主控制单元的通讯数据实时显示

起动系统的工作状态，包括电压、相位、电流、频率、温度、转速、压力等数据信息，并及时发

送系统缺相、过压、欠压、过流、过载、过热、起动超时、起动频繁、通讯异常、软起动器及液压

系统故障等报警信息，同时生成存储运行日志，适时通GPS无线终端向用户移动终端APP平

台和远程服务器发出系统维护保养提示。

[0035] 如图2所示，一种移动式破碎筛分站的电流监控方法，该方法为：剩余电流互感器Ⅰ2串接于空气断路器16前，将采集的信号传送给智能监控装置Ⅰ11，智能监控装置Ⅰ11将电流

信号整定并在其显示屏显示，该装置设有报警信号输出触点，其串接于空气断路器16的脱

扣电路中，能安全精准切断电源动力；设备各动力拖动单元将各自智能监控装置Ⅰ11的电流

实时监控数据信息传输给控制器4，控制器4一方面将实时信息传输至人机界面12显示，并

触发相关逻辑控制程序，发出警报和进行断路器脱扣控制，另外控制器4程序内建不同工况

下的模式库，设有轻载、适中、过载、超重载工况，运用超驰控制或模糊算法形成各拖动单元

不同工况下的数据库及控制策略，机械实时采集的电流监测数据信息在控制器中进行计算

处理，模拟出工况信息并同数据库比对，系统会按比对出的工况信息智能调整设备拖动方

案，使输送的物料流得以有效控制，符合实时工况；系统可以将设备实时信息通过无线GPS

无线终端13传输给远程服务器15供上层平台使用；系统还采用无线网关实时传输信息数

据，通过APP在无线智能客户端对设备或机群实现无线远程监管。

[0036] 优选的是，所有系统中动力负荷，其电流值均输送至控制器4，控制程序计算处理，核算过的各负荷实时功率在人机界面或智能手机终端显示，过负荷责触发过载控制程序，

对料流控制，如不能按时减弱责停机或迫使断路器脱扣。

[0037] 优选的是，控制器4程序内建不同工况下的模式库，设有轻载、适中、过载、超重载工况，运用超驰控制或模糊算法形成各拖动单元不同工况下的数据库及控制策略，所述机

械实时采集的电流监测数据信息在控制器中进行计算处理，模拟出工况信息并同数据库比

对，系统会按比对出的工况信息智能调整设备拖动方案，使输送的料流得以有效控制，符合

实时工况。

[0038] 如图3所示，一种料流控制的选择性控制，给料输送机M1O、电流监控I1T；破碎主机M2O、电流监控I2T、料位监控ZT、转速监控T；出料输送机M3O、电流监控I3T，高选控制HS,系

统优选的是高选值优选控制给料输送机，直接使其输送功率减少至50%，当料流恢复正常

后，系统会自动切换正常给料输送机控制，以20%的功率增减自适应控制，从而达到一种物

料控制的软保护。

[0039] 与现有技术相比，本发明具有以下特点：[0040] 1、本发明机械较国产产品更规范、更全面配置了各类电流监控装置，确保对机械各动力拖动单元的电流有效、实时地监控，更智能化地保障设备因电缆磨损、元器件漏电、

绝缘等级减弱等引起的故障，更精准地保护各拖动单元运行在可靠工况下，降低了停机率，

提升了生产效率。

[0041] 2、本技术采集诸多工况下的电流数据信息，通过建模比对分析，形成有“轻载、适中、过载、超重载”工况模式库，使设备拥有自适应工况能力，运用了选择性（超驰）控制技

术，实现了软保护功效，自动调节料流使设备电流调整在安全工况模式下，这种自适应工况

能力尤为提高了破碎机群的工作效率和设备的可靠性。

[0042] 3、无线智能终端平台应用APP，对破碎机械机群系统运行状态进行实时采集，使机手可以远程无线监管设备，通电流监控对机械的负荷一目了然并可结合无线视频信息精准

的掌控破碎机群输送料流！

[0043] 虽然已参照典型实施例描述了本申请，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本申请能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所

以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范

围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要

求所涵盖。