1.一种柴油机紧急停车电路,包括停车电源(DC1)、备用电源(DC2)、报警电源(DC3)、第一电压型继电器、第二电压型继电器、第三电压型继电器、第四电压型继电器、第五电压型继电器、第一电流型继电器、第二电流型继电器、紧急停车电磁阀、第一故障指示灯(MIL1)、第二故障指示灯(MIL2)、第三故障指示灯(MIL3)、第四故障指示灯(MIL4)、第五故障指示灯(MIL5)、第一开关模块(K1)、第二开关模块(K2)、开关管(100)、开关管(200)、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5;其特征在于,所述紧急停车电磁阀为双线圈紧急停车电磁阀,即紧急停车电磁阀的线圈由主和备用两组线圈组成;所述第一电压型继电器线圈(KV11)直接与停车电源(DC1)并接,停车电源(DC1)的正极与第一电压型继电器双向触点(KV12)的常开端相连接,备用电源(DC2)的正极与第一电压型继电器双向触点(KV12)的常闭端相连接,备用电源(DC2)的负极与停车电源(DC1)的负极相连接;第一电流型继电器线圈(KI11)依次串接第二电流型继电器线圈(KI21)、第三电压型继电器常闭触点(KV33)、紧急停车电磁阀主线圈(VC1)、第一开关模块(K1)的开关后,第一电流型继电器线圈(KI11)的另一端与第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端相连接,第一开关模块(K1)的开关的另一端与停车电源(DC1)的负极相连接,与停车电源(DC1)或备用电源(DC2)构成第一条停车回路,所述第一条停车回路为紧急停车主回路,即紧急停车电磁阀主线圈回路;紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)依次串接第二电压型继电器常开触点(KV22)、第二开关模块(K2)的开关后,紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)的另一端与第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端相连接,第二开关模块(K2)的开关的另一端与停车电源(DC1)的负极相连接,与停车电源(DC1)或备用电源(DC2)构成第二条停车回路,所述第二条停车回路为紧急停车备用回路,即紧急停车电磁阀备用线圈回路;第二电流型继电器常开触点(KI22)与第三电压型继电器常开触点(KV32)及第四电压型继电器常开触点(KV42)相互并接后,一端串接第三电压型继电器线圈(KV31)后接入第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端,另一端接入停车电源(DC1)的负极,与停车电源(DC1)或备用电源(DC2)构成第三条停车回路,所述第三条停车回路为紧急停车主回路过流及第一开关模块的开关失效短路控制回路;第一电流型继电器常闭触点(KI12)的一端与第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端相连接,另一端串接第二电压型继电器线圈(KV21)后接入第二电压型继电器常开触点(KV22)与第二开关模块(K2)开关的连接线上,与停车电源(DC1)或备用电源(DC2)构成第四条停车回路,所述第四条停车回路为紧急停车主回路欠流切换控制回路;所述第四电压型继电器线圈(KV41)的一端与第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端相连接,另一端与开关管(100) 的高电位端相连接,开关管(100)的低电位端接入紧急停车电磁阀主线圈(VC1)与第一开关模块(K1)开关的连接线上,电阻R1的一端与第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端相连接,另一端与二极管D1的阳极及二极管D3的阳极相互并接,二极管D3的阴极接入第二电压型继电器常开触点(KV22)与第二开关模块(K2)开关的连接线上,二极管D1的阴极与二极管D2的阳极相连接,二极管D2的阴极与开关管(100)的控制端及电阻R2的一端相互并接,电阻R2的另一端接入停车电源(DC1)的负极,与停车电源(DC1)或备用电源(DC2)构成第五条停车回路,所述第五条停车回路为紧急停车主回路中第一开关模块的开关失效短路检测回路;电阻R3的一端接入紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)与第二电压型继电器常开触点(KV22)的连接线上,电阻R3的另一端与二极管D4的阳极及二极管D6的阳极相互并接,二极管D4的阴极接入第二电压型继电器常开触点(KV22)与第二开关模块(K2)开关的连接线上,二极管D6的阴极与二极管D5的阳极相连接,二极管D5的阴极与电阻R4的一端相连接,电阻R4的另一端与开关管(200)的控制端及电阻R5的一端相互并接,电阻R5的另一端接入停车电源(DC1)的负极,开关管(200)的低电位端与停车电源(DC1)的负极相连接,开关管(200)的高电位端串接第五电压型继电器线圈(KV51)后接入第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端,与停车电源(DC1)或备用电源(DC2)构成第六条停车回路,所述第六条停车回路为紧急停车备用回路中紧急停车电磁阀备用线圈预通电及断路检测回路;第一电压型继电器常闭触点(KV13)串接第三故障指示灯(MIL3)后与报警电源(DC3)并接,与报警电源(DC3)构成停车电源失效报警回路;第三电压型继电器双向触点(KV34)的公共端与报警电源(DC3)的正极相连接,第三电压型继电器双向触点(KV34)的常开端串接第二故障指示灯(MIL2)后与报警电源(DC3)的负极相连接,与报警电源(DC3)构成紧急停车主回路过流及第一开关模块失效报警回路;第三电压型继电器双向触点(KV34)的常闭端串接第二电压型继电器常开触点(KV23)、第一故障指示灯(MIL1)后与报警电源(DC3)的负极相连接,与报警电源(DC3)构成紧急停车主回路欠流报警回路;第四电压型继电器常开触点(KV43)串接第四故障指示灯(MIL4)后与报警电源(DC3)并接,与报警电源(DC3)构成第一开关模块的开关失效短路报警回路;第五电压型继电器常开触点(KV52)串接第五故障指示灯(MIL5)后与报警电源(DC3)并接,与报警电源(DC3)构成紧急停车电磁阀备用线圈断路报警回路;所述第一开关模块(K1)的控制端和第二开关模块(K2)的控制端相互并接后与柴油机主控模块的输岀相连接;所述开关管(100)为N型MOS管,或所述开关管(100)为NPN型三极管;所述开关管(200)为N型MOS管,或所述开关管(200)为NPN型三极管。
2.根据权利要求1所述的一种柴油机紧急停车电路,其特征在于,所述的紧急停车电磁阀为双线圈紧急停车电磁阀,即紧急停车电磁阀的线圈由主和备用两组线圈组成,两组线圈中其中任一组线圈通电或两组线圈同时通电,紧急停车电磁阀得磁动作关闭其控制的断气或断油的阀门,实现柴油机紧急停车;两组线圈均为失电状态时,紧急停车电磁阀处于失磁状态,紧急停车电磁阀控制的断气或断油的阀门处于开启;紧急停车电磁阀的两组线圈中一组设定为紧急停车电磁阀主线圈(VC1),另一组设定为紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)。
3.根据权利要求1所述的一种柴油机紧急停车电路,其特征在于,所述第一电流型继电器线圈(KI11)的额定电流设定等于紧急停车电磁阀主线圈(VC1)的最小维持电流;所述第二电流型继电器线圈(KI21)的额定电流设定等于紧急停车电磁阀主线圈(VC1)的最大允许电流。
4.根据权利要求1所述的一种柴油机紧急停车电路,其特征在于,所述的第一电压型继电器双向触点(KV12),第二电压型继电器常开触点(KV22),以及第三电压型继电器常闭触点(KV33)允许流过的最大电流均等于或大于停车电源(DC1)的额定电流。
5.根据权利要求3所述的一种柴油机紧急停车电路,其特征在于,所述的紧急停车电磁阀主线圈(VC1)的最小维持电流是指:保证紧急停车电磁阀正常工作而流过紧急停车电磁阀主线圈(VC1)的最小电流。
6.根据权利要求3所述的一种柴油机紧急停车电路,其特征在于,所述的紧急停车电磁阀主线圈(VC1)的最大允许电流是指:保证紧急停车电磁阀正常工作,且不会烧坏紧急停车电磁阀主线圈(VC1)的最大工作电流。
7.根据权利要求1所述的一种柴油机紧急停车电路,其特征在于,所述的开关管(100)和开关管(200)为N型MOS管时,N型MOS管的栅极为开关管(100)和开关管(200)的控制端,N型MOS管的漏极为开关管(100)和开关管(200)的高电位端,N型MOS管的源极为开关管(100)和开关管(200)的低电位端;所述的开关管(100)和开关管(200)为NPN型三极管时,NPN型三极管的基极为开关管(100)和开关管(200)的控制端,NPN型三极管的集电极为开关管(100)和开关管(200)的高电位端,NPN型三极管的发射极为开关管(100)和开关管(200)的低电位端。
8.根据权利要求1所述的一种柴油机紧急停车电路,其特征在于,所述的二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5及二极管D6均为开关二极管;所述的N型MOS管为N沟道增强型MOS管;所述的NPN型三极管为NPN型开关三极管。
9.一种根据权利要求1至3任一条所述的柴油机紧急停车电路的实现方法,其特征在于,包括以下步骤:
一、停车电源(DC1)与备用电源(DC2)切换过程
1)当停车电源(DC1)输岀为正常时,第一电压型继电器线圈(KV11)得电,第一电压型继电器的触点动作:
⑴第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端与常开端接通,停车电源(DC1)向停车回路供电,
⑵第一电压型继电器常闭触点(KV13)断开,第三故障指示灯(MIL3)熄灭;
2)当停车电源(DC1)失效时,第一电压型继电器线圈(KV11)失电,第一电压型继电器的触点恢复为静态:
⑴第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端与常闭端接通,切换到备用电源(DC2)向停车回路供电,
⑵第一电压型继电器常闭触点(KV13)接通,第三故障指示灯(MIL3)点亮,提示用户停车电源(DC1)失效;
3)当在备用电源(DC2)向停车回路供电期间,待停车电源(DC1)输岀恢复为正常时,第一电压型继电器线圈(KV11)得电,第一电压型继电器的触点动作:⑴第一电压型继电器双向触点(KV12)的公共端与常开端接通,恢复停车电源(DC1)向停车回路供电,
⑵第一电压型继电器常闭触点(KV13)断开,点亮的第三故障指示灯(MIL3)熄灭;
二、控制停车回路的过程
1)认定第二开关模块(K2)完好,第一开关模块(K1)好坏设为未知:
当柴油机主控模块向第一开关模块(K1)和第二开关模块(K2)发岀紧急停车控制信号期间,第二开关模块(K2)的开关接通,第一开关模块(K1)的开关是否接通为未知,当柴油机主控模块未向第一开关模块(K1)和第二开关模块(K2)发岀紧急停车控制信号期间,第二开关模块(K2)的开关断开,第一开关模块(K1)的开关是否断开为未知;
2)当第二开关模块(K2)的开关处于接通状态,即紧急停车期间,则开关管(100)截止,开关管(200)截止:
⑴开关管(100)截止,第四电压型继电器的触点处于静态,不对第三电压型继电器产生控制信号,且第四故障指示灯(MIL4)为熄灭,
⑵开关管(200)截止,第五电压型继电器的触点处于静态,第五故障指示灯(MIL5)为熄灭,
⑶当第二电压型继电器常开触点(KV22)处于断开:
①若紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)处于非断路状态,则经电阻R3对待用的紧急停车备用回路中紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)预通电,并通过对电阻R3阻值的设定使预通电电流在紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)的最小维持电流的五分之三至三分之一之间,待第二电压型继电器常开触点(KV22)接通时,紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)快速进入正常通流得磁,紧急停车电磁阀快速动作将控制的阀门关闭,进行紧急停车,②若紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)处于断路状态,紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)无电流通过,待第二电压型继电器常开触点(KV22)接通时,紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)仍然无电流通过,紧急停车电磁阀不能将控制的阀门关闭;
3)当第二开关模块(K2)的开关处于断开状态,即非紧急停车期间:
⑴若第一开关模块(K1)的开关处于断开,则开关管(100)截止,第四电压型继电器的触点处于静态,不对第三电压型继电器产生控制信号,第四故障指示灯(MIL4)为熄灭,⑵若第一开关模块(K1)的开关处于接通,则开关管(100)导通饱和,第四电压型继电器的触点处于动态:a.第四电压型继电器常开触点(KV42)接通,对第三电压型继电器产生控制信号,若第三电压型继电器处于通电自锁,则第三电压型继电器保持通电自锁,否则,触发第三电压型继电器通电并自锁,b.第四电压型继电器常开触点(KV43)接通,点亮第四故障指示灯(MIL4),提示用户在非紧急停车期间第一开关模块(K1)的开关失效短路,
⑶若紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)处于非断路状态,则开关管(200)导通饱和,第五电压型继电器线圈(KV51)通电,即第五电压型继电器的触点处于动态,第五电压型继电器常开触点(KV52)处于接通状态,第五故障指示灯(MIL5)点亮,⑷若紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)处于断路状态,则开关管(200)截止,第五电压型继电器线圈(KV51)不通电,即第五电压型继电器的触点处于静态,第五电压型继电器常开触点(KV52)处于断开状态,第五故障指示灯(MIL5)熄灭,提示用户紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)断路,⑸无论第一电流型继电器常闭触点(KI12)接通与否,第二电压型继电器线圈(KV21)均不得电,第二电压型继电器的触点处于静态,第一故障指示灯(MIL1)熄灭;
4)当第二开关模块(K2)的开关处于接通状态,即紧急停车期间,紧急停车电磁阀主线圈(VC1)通过的电流大于其最大允许电流时,第二电流型继电器的触点处于动态,即第二电流型继电器常开触点(KI22)接通,对第三电压型继电器产生控制信号,若第三电压型继电器处于通电自锁,则第三电压型继电器保持通电自锁,否则,触发第三电压型继电器通电并自锁;
5)当第二开关模块(K2)的开关处于接通状态,即紧急停车期间,紧急停车电磁阀主线圈(VC1)通过的电流小于等于最大允许电流时,第二电流型继电器的触点处于静态,即第二电流型继电器常开触点(KI22)断开,不对第三电压型继电器产生控制信号;
6)当第三电压型继电器处于通电,即第三电压型继电器的触点处于动态:
⑴串接在紧急停车主回路中的第三电压型继电器常闭触点(KV33)断开,对紧急停车主回路进行物理切断保护,
⑵第三电压型继电器双向触点(KV34)的公共端与常开端接通,点亮第二故障指示灯(MIL2),提示用户紧急停车主回路过流或/和第一开关模块的开关失效短路:①当第二故障指示灯(MIL2)在柴油机紧急停车期间由熄灭被点亮,说明紧急停车主回路过流,
②当第二故障指示灯(MIL2)在柴油机非紧急停车期间由熄灭被点亮,说明第一开关模块(K1)的开关失效短路,
③当在柴油机紧急停车和非紧急停车期间,第四故障指示灯(MIL4)一直保持熄灭状态,则,点亮的第二故障指示灯(MIL2),说明紧急停车主回路过流,④当第二故障指示灯(MIL2)在柴油机紧急停车期间由熄灭点亮后,第四故障指示灯(MIL4)会在非紧急停车期间被点亮,则后续处于点亮的第二故障指示灯(MIL2),说明紧急停车主回路过流和第一开关模块(K1)的开关失效短路,⑤当第二故障指示灯(MIL2)在柴油机非紧急停车期间由熄灭点亮后,则后续处于点亮的第二故障指示灯MIL2,说明第一开关模块(K1)的开关失效短路;
7)当第二开关模块(K2)的开关处于接通状态,即紧急停车期间,待紧急停车电磁阀主线圈(VC1)通过的电流小于其最小维持电流时,第一电流型继电器的触点处于静态,第一电流型继电器常闭触点(KI12)接通,第二电压型继电器线圈(KV21)得电,第二电压型继电器的触点进入动态,采 用紧急停车备用回路控制紧急停车,且若第三电压型继电器的触点处于静态,则点亮第一故障指示灯(MIL1),提示用户未进行物理切断保护的紧急停车主回路的欠流,否则,第一故障指示灯(MIL1)熄灭;
8)当流过紧急停车电磁阀主线圈(VC1)的电流小于等于其最大允许电流,大于等于其最小维持电流时,紧急停车主回路控制柴油机紧急停车;
9)当第三电压型继电器通电自锁后,待撤去停车电源(DC1)和备用电源(DC2),第三电压型继电器的触点由动态恢复为静态。
10.根据权利要求9所述的柴油机紧急停车电路的实现方法,其特征在于,所述的紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)的最小维持电流是指:保证紧急停车电磁阀正常工作而流过紧急停车电磁阀备用线圈(VC2)的最小电流。