本发明公开了一种电磁除铁器自动控制系统，涉及稳压稳流控制，包括供电电源，所述的供电电源向电磁线供电，所述励磁线圈供电电路为：马达开关Q1、变压器T1、马达开关Q4、接触器KM4、三相智能调压模块RB1、整流桥RB2、漏电流检测变送器TR4依次串联，输出直流电压给电磁线；在漏电流检测变送器TR4与电磁线之间，直流电流变送器TR1串联电磁线并联电磁线的串联电路，续流二极管D1并联有直流

  (19)国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 114924524 A (43)申请公布日 2022.08.19 (21)申请号 8.7 (22)申请日 2022.05.26 (71)申请人 宁波西磁科技发展股份有限公司 地址 315200 浙江省宁波市镇海区澥浦镇 丽浦路99号 (72)发明人 于铁生刘旋曲陆涛 (74)专利代理机构 慈溪夏远创科知识产权代理 事务所(普通合伙) 33286 专利代理师 金弘毅 (51)Int.Cl. G05B 19/05 (2006.01) B03C 1/02 (2006.01) 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (54)发明名称 一种电磁除铁器自动控制系统 (57)摘要 本发明公开了一种电磁除铁器自动控制系 统，涉及稳压稳流控制，包括供电电源，所述的供 电电源向电磁线供电，所述励磁线圈供电 电路为：马达开关Q1、变压器T1、马达开关Q4、接 触器KM4、三相智能调压模块RB1、整流桥RB2、漏 电流检测变送器TR4依次串联，输出直流电压给 电磁线；在漏电流检测变送器TR4与电磁线之间，直流电流变送器TR1串联电磁线并联电磁线和直 流电流变送器TR1，并联有电阻R1和续流二极管 D1的串联电路，续流二极管D1并联有直流电压变 送器TR3。本系统在一些范围内可实现恒电压或 A 恒电流控制，使输出电压或电流不受电网波动以 4 及线圈温度的影响，保证线 使其适用于更广泛的除铁领域。 2 9 4 1 1 N C CN 114924524 A 权利要求书 1/1页 1.一种电磁除铁器自动控制系统，包括供电电源，所述的供电电源向电磁线供 电，其特征为，所述励磁线圈供电电路为：马达开关Q1、变压器T1、马达开关Q4、接触器KM4、 三相智能调压模块RB1、整流桥RB2、漏电流检测变送器TR4依次串联，输出直流电压给电磁 线； 在漏电流检测变送器TR4与电磁线之间，直流电流变送器TR1串联电磁线， 直流电流变送器TR1  用于实时监控电磁线的励磁电流； 在漏电流检测变送器TR4与电磁线之间，直流电压变送器TR2并联电磁线和 直流电流变送器TR1，直流电压变送器TR2  用于实时监控电磁线的励磁电压； 在漏电流检测变送器TR4与电磁线的串联电 路，续流二极管D1并联有直流电压变送器TR3，直流电压变送器TR3  用于实时监控续流二极 管的电压值，起到二极管被击穿的报警功能和与直流电压变送器TR2  的对比功能； 系统采用PLC来控制，所述PLC具有PID模块，PID模块通过调节电压和电流保持电磁 线所述的一种电磁除铁器自动控制系统，其特征为，所述的供电电源为 三相供电电源。 3.依据权利要求1所述的一种电磁除铁器自动控制系统，其特征为，漏电流检测变送器 TR4  用于检验测试整流模块组合输出的直流漏电流，用于检测线圈的绝缘和人身安全保护。 4.依据权利要求1所述的一种电磁除铁器自动控制系统，其特征为，供电电源主电路上 设置有通断开关F1。 5.依据权利要求1所述的一种电磁除铁器自动控制系统，其特征为，所述的供电电源向 振动电机供电，振动供电电路为：马达开关Q2、接触器KM2、振动串联。 6.依据权利要求1所述的一种电磁除铁器自动控制系统，其特征为，所述的供电电源向 冷却泵供电，所述冷却泵电路为：马达开关Q3、接触器KM3、振动串联。 7.依据权利要求1所述的一种电磁除铁器自动控制系统，其特征为，所述的供电电源向 控制电源供电，控制电源电路为：通断开关F1、变压器T2串联。 8.依据权利要求1所述的一种电磁除铁器自动控制管理系统，其特征为， 所述PLC上集成有 RS485 和RJ45 两种通讯接口。 2 2 CN 114924524 A 说明书 1/3页 一种电磁除铁器自动控制系统 技术领域 [0001] 本发明涉及一种电磁除铁器控制系统，尤其是涉及电磁除铁器稳压稳流控制。 背景技术 [0002] 电磁除铁器是一种能够产生强大磁场吸引力的设备，它能够将混杂在流体物料或 非整装物料中的铁磁物质清除。由于电磁除铁器通电具有磁性，断电失去磁性，使其本身清理 十分便捷，无需额外结构，且磁场强度可调，适合使用的范围广，使其大范围的应用于陶瓷、玻璃、化工、 塑料、食品等的除铁。但是电磁除铁器的励磁线圈在使用时温度会升高，温度的升高会造成 磁场强度的变化，并且外界电压的也会直接影响到电磁除铁器的磁场强度，这就造成了电 磁除铁器的一大缺陷：在使用的过程中磁场强度不稳定。这种不稳定使得电磁除铁器很难应 用于精密加工除铁，在精密加工领域多应用价格昂贵的永磁棒进行除铁。 发明内容 [0003] 本发明针对现存技术中的不足，提供了一种电磁除铁器自动控制系统，本系统在 一些范围内可实现恒电压或恒电流控制，使输出电压或电流不受电网波动以及线圈温度的 影响，保证线圈稳定的磁场强度，使其适用于更广泛的除铁领域。 [0004] 未解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种电磁除铁器自 动控制系统，包括供电电源，所述的供电电源向电磁线供电，所述励磁线圈供电电路 为：马达开关Q1、变压器T1、马达开关Q4、接触器KM4、三相智能调压模块RB1、整流桥RB2、漏 电流检测变送器TR4依次串联，输出直流电压给电磁线；在漏电流检测变送器TR4与电 磁线之间，直流电流变送器TR1串联电磁线  用于实时监控 电磁线的励磁电流；在漏电流检测变送器TR4与电磁线之间，直流电压变送器 TR2并联电磁线  用于实时监控电磁线的励磁电压；在漏电流检测变送器TR4与电磁线的串联电路，续流二极管D1并联有直流电压变送器TR3，直流电压变送器TR3  用于实时监 控续流二极管的电压值，起到二极管被击穿的报警功能和与直流电压变送器TR2  的对比功 能。 [0005] 上述技术方案中优选的，所述的供电电源为三相供电电源。 [0006] 上述技术方案中优选的，漏电流检测变送器TR4  用于检验测试整流模块组合输出的直 流漏电流，用于检测线圈的绝缘和人身安全保护。 [0007] 上述技术方案中优选的，供电电源主电路上设置有通断开关F1。 [0008] 上述技术方案中优选的，所述的供电电源向振动电机供电，振动供电电路为：马达 开关Q2、接触器KM2、振动串联。 [0009] 上述技术方案中优选的，所述的供电电源向冷却泵供电，所述冷却泵电路为：马达 开关Q3、接触器KM3、振动串联。 [0010] 上述技术方案中优选的，所述的供电电源向控制电源供电，控制电源电路为：通断 3 3 CN 114924524 A 说明书 2/3页 开关F1、变压器T2串联。 [0011] 上述技术方案中优选的，系统采用PLC来控制，所述PLC具有PID模块，PID模块通 过调节电压和电流保持电磁线电压和电流的稳定。 [0012] 本系统的核心是动态调节线圈的电压和电流恒定。其核心控制方式是采用电磁线 圈电压恒定的PID 控制和电磁线圈电流恒定的PID 控制。PID 控制：根据给定值和实际输 出值构成控制偏差，将偏差按比例、积分和微分通过线性组合构成控制量，对被控对象进行 控制。 [0013] 电压PID 控制：PLC  的PID 控制控件通过采集整流组合模块的输出的电压反馈值 和用户要求设定的电压值进行比较然后进行PID  自动调整，保持输出值与设定值相等。外 界干扰如电网电压波动、设定值更改、电压PID 控制和电流PID 控制间切换等不会影响输 出的稳定性。电压PID 控制可以使输出的电压恒定，此时励磁电流随着线圈温度升高内阻 增加，根据U=IR  电流会随之减小，因为线圈励磁磁场与励磁电流理论上成正比，所以伴随 着线圈温度升高，线圈励磁磁场会降低直至线圈达到热平衡。但根据P=U²/R 公式，线圈励 磁功率随着温度的升高会下降。 [0014] 电流PID 控制：PLC  的PID 控制控件通过采集整流组合模块的输出的电流反馈值 和用户要求设定的电流值进行比较，然后进行PID  自动调整，保持输出值与设定值相等。电 流PID 控制可以保证输出的励磁电流恒定，从而保证了线圈励磁磁场的稳定。此时励磁电 压会随着线圈温度升高内阻增加而增加。励磁功率根据P=I²R 公式计算会增加。 [0015] 相比现有技术，本发明系统在一定范围内可实现恒电压或恒电流控制，使输出电 压或电流不受电网波动以及线圈温度的影响，保证线圈稳定的磁场强度，使其适用于更广 泛的除铁领域。同时还具有漏电检测功能，可监控电磁线圈的绝缘；线圈温度和整流模块温 度监测功能，增加系统可靠性；通过逻辑判断实现变送器故障、断线故障、输出电压或电流 稳不稳定故障等判断，输出故障信息报警；基于RS485 和RJ45 两种通讯接口，可以实现多 种标准通讯协议，方便上位系统做联机控制。 附图说明 [0016] 图1为本发明电磁除铁器运行流程图。 [0017] 图2为本发明PID控制逻辑图。 [0018] 图3为本发明主供电电路图。 [0019] 图4为本发明线为本发明线为本发明系统通讯示意图。 具体实施方式 [0022] 实施例1：如图1至图6所示，一种电磁除铁器自动控制系统，包括三相供电电源，供 电电源主电路上设置有通断开关F1。所述励磁线圈供电电路为：马达开关Q1、变压器T1、马 达开关Q4、接触器KM4、三相智能调压模块RB1、整流桥RB2、漏电流检测变送器TR4依次串联， 输出直流电压给电磁线；在漏电流检测变送器TR4与电磁线之间，直流电流变送 器TR1串联电磁线 A 说明书 3/3页 有电阻R1和续流二极管D1的串联电路，续流二极管D1并联有直流电压变送器TR3。 [0023] 所述的供电电源向振动电机供电，振动供电电路为：马达开关Q2、接触器KM2、振动 串联。所述的供电电源向冷却泵供电，所述冷却泵电路为：马达开关Q3、接触器KM3、振动串 联。所述的供电电源向控制电源供电，控制电源电路为：通断开关F1、变压器T2串联。 [0024] 系统采用PLC来控制，所述PLC具有PID模块，PID模块通过调节电压和电流保持 电磁线电压和电流的稳定。所述PLC上集成有RS485 和RJ45 两种通讯接口。 [0025] 主电路电源通过F1 进行通断控制和短路保护。被控制设备主要包含冷却泵、振动 电机和线圈。冷却泵和振动电机通过Q2 和Q3 两个马达开关进行过载和缺相保护，接触器 KM2  和KM3 进行启停控制。线圈采用直流励磁，控制是主要通过变压器+可控整流组合组 成.。马达开关Q1  用于保护三相隔离变压器的一次侧。变压器T1 作用是防止输出电压过高 和隔离保护作用。马达开关Q4 和接触器KM4  用于启停和保护整流模块组合。三相智能调压 模块RB1、整流桥RB2 和冷却器组成整流模块组合，将变压器T1二次侧电压调整为直流电压 并输出给直流线圈。直流电流变送器TR1  用于实时监控励磁线  的励磁电流。直流电 压变送器TR2  用于实时监控励磁线  的励磁电压。直流电压变送器TR3  用于实时监控 续流二极管的电压值，起道二极管被击穿的报警功能和与直流电压变送器TR2  的对比功 能。漏电流检测变送器TR4  用于检测整流模块组合输出的直流漏电流，用于检测线圈的绝 缘和人身安全保护。 [0026] 各个元件的控制和反馈均采用PLC 进行自动控制，PLC 通过通讯连接至触摸屏 HMI，能轻松实现用于通过触摸屏进行就地操作和监控设备。系统预留基于RS485 和RJ45 两 种形式的通讯接口，方便客户进行远程通讯协议的选择。使实现系统联动更便捷。 [0027] 系统包含就地控制和远程控制两个控制地点功能。就地控制是操作人员通过操作 触摸屏来来控制。远程控制是上位系统采用通讯或硬接线控制电磁控制系统。就地控制 与远程控制有互锁功能，即就地控制时远程控制无效，远程控制时就地控制无效。无论就地 还是远程控制，监视功能均是有效的。系统断电重启后会默认为断电前的状态。就地控制有 手动控制、自动控制两种模式。系统断电重启或有故障报警时会默认为手动控制模式。 远 程控制柜如果通过通讯连接能轻松实现远程手动和自动控制两种模式。系统默认远程控制是 采用硬接线方式，手动控制模式时，系统不会自动进行清理。此时能够最终靠手动操作界面的 按钮来控制设备正常运行。 [0028] 自动控制模式时，系统会自动开启冷却泵、振动电机与变压器电源，随后自动启动 整流模块，当励磁电压或电流达到设定的磁力后，三通阀转向出料口，此时电磁除铁器会根 据设定的运行时间进行自动清理或通过触摸屏上的“强制清理”按钮进行自动清理工作。清 理流程：先停止下料，在设定的排空时间到了以后，三通阀转向排渣口，励磁断电，开始排渣 清理。等到了设定的清理时间以后，再次启动线圈励磁，整个清理过程结束。此时系统将重 新计时开始下一个循环。 5 5 CN 114924524 A 说明书附图 1/2页 图1 图2 图3 图4 6 6 CN 114924524 A 说明书附图 2/2页 图5 图6 7 7

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