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摘要：在分析铁牛运行特点和运行环境的基础上，采用简单的继电器控制电路，光电传感器检测技术，声光报警技术实现了铁牛运行极限的检测并发出警告，同时在高效性，高可靠性的前提下实现了尽量降低成本的目标。
关键词：绞车，铁牛，行程超限，声光报警
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
1引言 绞车铁牛在牵引火车或者空载运行时曾经发生过铁牛行驶超出前进极限和后退极限的事故，造成严重的经济损失。本系统根据铁牛运行的特性，在铁牛行程内距离前进极限和后退极限10米处分别设立检测点，采用非接触式的红外线光电检测技术实现铁牛到达检测点位置的检测。并以此到位信号作为触发声光报警的信号传回控制箱，经过继电器控置电路的逻辑处理，触发现场大功率声光报警器工作同时出发位于控制室内的配电箱面板上的蜂鸣器动作，并且能够保持报警状态，直到操作人员手动复位。如下图所示：
2 直流24V电源采用台湾明纬电源，型号：S-250-24。其参数性能如下：INPUT:100-120VAC 6.0A;200-240 VAC 3.5A50/60Hz
OUTPUT:+24V 10A.
该电源还有一个输出电压校正端子V ADJ.用于校正直流输出电压，保证了24V 电源的稳定可靠。背部有散热风扇持续运行，保证电源即便在大负载情况下也能长期稳定工作。
本系统采用220V 50Hz电源输入，将拨码开关置于220V位置。
3 红外位置检测 采用德国SICK公司WL34-R230型镜面反射型光电器偏振光滤光器。WL34镜面反射型光电器是一种光电传感器，该传感器可以对物体，动物和人进行无接触的光学的检测。该装置的使用需要一个反射片，本系统使用PL80A型反射片。
光电器上有H和D两个拨码位置：H=受光时输出动作；D=不受光时输出动作。本系统采用默认设置H。将光电器安装在检测点，将反光片安装于铁牛上，二者处于也同一水平高度。通過光电器水平和垂直方向的转动确定受光灯的开-关点。选择中间位置，使红色射线抵达反射片中心。
4现场大功率声光报警 采用上海南华电机厂生产的BC-8H型两音调声光电子蜂鸣器，工作电压：AC220-250V；工作电流 1A；音调 D/A;喇叭功率 6W 106Db;防护等级 IP56。将BC-8H型两音调声光电子蜂鸣器安装在现场，对现场人员报警。由工频220V电源为蜂鸣器供电，由中间继电器K1的常开触点控制。当铁牛行驶到光电器检测位置并且被检测到，在继电器控制电路的控制下，BC-8H型两音调声光电子蜂鸣器会发出声光报警。报警会一直持续，直到现场操作人员手动复位。
5 电源指示灯 采用正泰CHNT ND16-22DS/2系列绿色指示灯，AC/DC 24V,20mA。ND16-22DS/2型电源指示灯直接接在24V直流电源上，不受继电器控制，指示当前系统是不是处于正常工作状态。当绞车铁牛系统运行前，操作人员要先观察报警系统电源指示灯是否常量，如果常量表明报警系统正在进行保护，绞车铁牛系统可以运行；如果电源指示灯灭，则说明报警系统没有工作，不能起到保护作用，绞车铁牛系统不允许运行。
6 室内蜂鸣报警 采用上海二工电器厂生产的AD16-22SM型声光闪烁蜂鸣器，工作电压 24V；工作电流 20Ma。室内蜂鸣器安装在控制箱前面板上，由S-250-24电源供电，并且由中间继电器K1的常开触点11-7控制，当铁牛行驶到极限报警位置时，蜂鸣器被触发工作，直到操作人员手动复位为止。
7 复位按钮 采用西安机床电器厂生产的LAY3型按钮，Ue=220V;Ie=4.5A;Ui=660V；复位按钮的作用是解除报警。当报警出现后，系统具有自保功能，即使触发报警的条件已经消失，报警时仍然存在的，需要操作人员手动解除报警。复位按钮是非保持型按钮，当按下按钮后，常开点闭合常闭点断开；当松开按钮后常开点恢复断开状态，常闭点恢复闭合状态，被系统中使用按钮的一个常闭点，将继电器K1的自保电路断开，从而达到解除报警状态的功能。
8 中间继电器 采用正泰CHNT JZX-22F/4Z系列中间继电器，线圈参数：3A ,28VDC；触点参数：3A，220VAC。中间继电器的作用是根据其线圈得电或者失电来接通或者断开电路。本系统中使用1个中间继电器，继电器线圈端子13-14由光电器K0的常开点3-4控制，本系统使用继电器的三个常开触点：第一路端子6和10控制现场大功率声光报警蜂鸣器；第二路端子5和9实现继电器在报警条件消失后到现场人员手动复位报警前这一段时间内的动作状态自保持功能；第三路端子7和端子11是在铁牛到达极限位置被光电器检测到，中间继电器动作后控制室内蜂鸣报警工作，报警会一直持续，直到现场人员手动复位。
9 断路器 采用正泰CHNT DZ47-60 C10型单相断路器2个，用来接通或者断开工频220V交流电源。
10 继电器逻辑运算电路分析 闭合断路器将系统投入使用，绞车铁牛系统允许运行。当铁牛没有到达极限检测位置时，光电器K0发射光，但是接收不到反射光，K0的触点不动作，因此继电器K1不动作，室内蜂鸣报警不动作，现场大功率声光报警器不动作；当铁牛到达极限检测位置时，光电器K0发射光，又接收到反射光，K0的触点动作，继电器K1动作，常开触点10-6闭合，现场大功率声光报警器动作，常开触点11-7闭合，室内蜂鸣报警器动作，常开触点9-5闭合，继电器K1自保。当铁牛离开检测位置，光电器K0发射光，但是接收不到反射光，K0的触点不动作，但是K1线圈已经自保吸合，常开触点10-6，9-5，11-7保持闭合状态，因此现场大功率声光报警器和室内蜂鸣报警器依然动作。当现场人员听到报警，意识到铁牛距离前后极限距离太近，将险情处理之后，铁牛驶离极限检测位置，操作人员手动按下复位键B，继电器K1的自保被解除，常开触点10-6，9-5，11-7断开，现场大功率声光报警器和室内蜂鸣报警器复位，继电器K1的线圈也失电复位，报警被解除，同时恢复到正常检测状态。
参考文献：李正吾赵文瑜《新电工手册（第二版）》安徽科学技术出版社，2012
商福恭 《电工识读电气图技巧》中国电力出版社，2005
关键词：绞车，铁牛，行程超限，声光报警
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
1引言 绞车铁牛在牵引火车或者空载运行时曾经发生过铁牛行驶超出前进极限和后退极限的事故，造成严重的经济损失。本系统根据铁牛运行的特性，在铁牛行程内距离前进极限和后退极限10米处分别设立检测点，采用非接触式的红外线光电检测技术实现铁牛到达检测点位置的检测。并以此到位信号作为触发声光报警的信号传回控制箱，经过继电器控置电路的逻辑处理，触发现场大功率声光报警器工作同时出发位于控制室内的配电箱面板上的蜂鸣器动作，并且能够保持报警状态，直到操作人员手动复位。如下图所示：
2 直流24V电源采用台湾明纬电源，型号：S-250-24。其参数性能如下：INPUT:100-120VAC 6.0A;200-240 VAC 3.5A50/60Hz
OUTPUT:+24V 10A.
该电源还有一个输出电压校正端子V ADJ.用于校正直流输出电压，保证了24V 电源的稳定可靠。背部有散热风扇持续运行，保证电源即便在大负载情况下也能长期稳定工作。
本系统采用220V 50Hz电源输入，将拨码开关置于220V位置。
3 红外位置检测 采用德国SICK公司WL34-R230型镜面反射型光电器偏振光滤光器。WL34镜面反射型光电器是一种光电传感器，该传感器可以对物体，动物和人进行无接触的光学的检测。该装置的使用需要一个反射片，本系统使用PL80A型反射片。
光电器上有H和D两个拨码位置：H=受光时输出动作；D=不受光时输出动作。本系统采用默认设置H。将光电器安装在检测点，将反光片安装于铁牛上，二者处于也同一水平高度。通過光电器水平和垂直方向的转动确定受光灯的开-关点。选择中间位置，使红色射线抵达反射片中心。
4现场大功率声光报警 采用上海南华电机厂生产的BC-8H型两音调声光电子蜂鸣器，工作电压：AC220-250V；工作电流 1A；音调 D/A;喇叭功率 6W 106Db;防护等级 IP56。将BC-8H型两音调声光电子蜂鸣器安装在现场，对现场人员报警。由工频220V电源为蜂鸣器供电，由中间继电器K1的常开触点控制。当铁牛行驶到光电器检测位置并且被检测到，在继电器控制电路的控制下，BC-8H型两音调声光电子蜂鸣器会发出声光报警。报警会一直持续，直到现场操作人员手动复位。
5 电源指示灯 采用正泰CHNT ND16-22DS/2系列绿色指示灯，AC/DC 24V,20mA。ND16-22DS/2型电源指示灯直接接在24V直流电源上，不受继电器控制，指示当前系统是不是处于正常工作状态。当绞车铁牛系统运行前，操作人员要先观察报警系统电源指示灯是否常量，如果常量表明报警系统正在进行保护，绞车铁牛系统可以运行；如果电源指示灯灭，则说明报警系统没有工作，不能起到保护作用，绞车铁牛系统不允许运行。
6 室内蜂鸣报警 采用上海二工电器厂生产的AD16-22SM型声光闪烁蜂鸣器，工作电压 24V；工作电流 20Ma。室内蜂鸣器安装在控制箱前面板上，由S-250-24电源供电，并且由中间继电器K1的常开触点11-7控制，当铁牛行驶到极限报警位置时，蜂鸣器被触发工作，直到操作人员手动复位为止。
7 复位按钮 采用西安机床电器厂生产的LAY3型按钮，Ue=220V;Ie=4.5A;Ui=660V；复位按钮的作用是解除报警。当报警出现后，系统具有自保功能，即使触发报警的条件已经消失，报警时仍然存在的，需要操作人员手动解除报警。复位按钮是非保持型按钮，当按下按钮后，常开点闭合常闭点断开；当松开按钮后常开点恢复断开状态，常闭点恢复闭合状态，被系统中使用按钮的一个常闭点，将继电器K1的自保电路断开，从而达到解除报警状态的功能。
8 中间继电器 采用正泰CHNT JZX-22F/4Z系列中间继电器，线圈参数：3A ,28VDC；触点参数：3A，220VAC。中间继电器的作用是根据其线圈得电或者失电来接通或者断开电路。本系统中使用1个中间继电器，继电器线圈端子13-14由光电器K0的常开点3-4控制，本系统使用继电器的三个常开触点：第一路端子6和10控制现场大功率声光报警蜂鸣器；第二路端子5和9实现继电器在报警条件消失后到现场人员手动复位报警前这一段时间内的动作状态自保持功能；第三路端子7和端子11是在铁牛到达极限位置被光电器检测到，中间继电器动作后控制室内蜂鸣报警工作，报警会一直持续，直到现场人员手动复位。
9 断路器 采用正泰CHNT DZ47-60 C10型单相断路器2个，用来接通或者断开工频220V交流电源。
10 继电器逻辑运算电路分析 闭合断路器将系统投入使用，绞车铁牛系统允许运行。当铁牛没有到达极限检测位置时，光电器K0发射光，但是接收不到反射光，K0的触点不动作，因此继电器K1不动作，室内蜂鸣报警不动作，现场大功率声光报警器不动作；当铁牛到达极限检测位置时，光电器K0发射光，又接收到反射光，K0的触点动作，继电器K1动作，常开触点10-6闭合，现场大功率声光报警器动作，常开触点11-7闭合，室内蜂鸣报警器动作，常开触点9-5闭合，继电器K1自保。当铁牛离开检测位置，光电器K0发射光，但是接收不到反射光，K0的触点不动作，但是K1线圈已经自保吸合，常开触点10-6，9-5，11-7保持闭合状态，因此现场大功率声光报警器和室内蜂鸣报警器依然动作。当现场人员听到报警，意识到铁牛距离前后极限距离太近，将险情处理之后，铁牛驶离极限检测位置，操作人员手动按下复位键B，继电器K1的自保被解除，常开触点10-6，9-5，11-7断开，现场大功率声光报警器和室内蜂鸣报警器复位，继电器K1的线圈也失电复位，报警被解除，同时恢复到正常检测状态。
参考文献：李正吾赵文瑜《新电工手册（第二版）》安徽科学技术出版社，2012
商福恭 《电工识读电气图技巧》中国电力出版社，2005