智能型潛水泵控制箱的制作方法
【專利摘要】一種旨在提供一種能夠根據(jù)泵坑液位高度進(jìn)行自動(dòng)排水作業(yè)的一種智能型潛水泵控制箱，包括液位控制箱、潛水泵，潛水泵位于泵坑里面，潛水泵電源線與液位控制箱連接，液位控制箱通過(guò)專用屏蔽電纜連接液位變送器，液位控制箱由液位控制器SW、交流接觸器KM1、輔助輸出繼電器KZ1、中間繼電器KA1、KA2、電動(dòng)機(jī)保護(hù)器1RJ、聲光報(bào)警器YSQ、時(shí)間繼電器ST1、ST2、時(shí)間累時(shí)器ST3電氣元件組成。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:智能型潛水泵控制箱實(shí)現(xiàn)了小型水泵的自動(dòng)控制，只需要定期巡回檢查，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，可靠性、穩(wěn)定性較好，減少了人員的投入，降低了職工勞動(dòng)強(qiáng)度，延長(zhǎng)了設(shè)備使用周期，既節(jié)約電能，又提高工效。
【專利說(shuō)明】智能型潛水泵控制箱
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于礦山電氣【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種通用型潛水泵排水智能自動(dòng)排水的智能型潛水泵控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于在發(fā)電廠生產(chǎn)過(guò)程中各種設(shè)備的泵坑設(shè)計(jì)多數(shù)低于水平面，造成積水無(wú)法自流到排水溝，如不及時(shí)抽水，水位過(guò)高將會(huì)淹沒(méi)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備，造成不可估量的損失，影響
安全生產(chǎn)。
[0003]通常有以下解決辦法:一是通過(guò)設(shè)備泵坑安裝潛水泵的原始方式進(jìn)行排水，其弊端在于潛水泵起停需人工操作，設(shè)備坑排水工作由運(yùn)行人員于巡檢期間操作，該種方式要求操作人員排水過(guò)程中不能遠(yuǎn)離以避免水泵“干轉(zhuǎn)”損毀潛水泵；同時(shí)該種方式人為因素較多如若出現(xiàn)工作人員巡檢疏漏，則可能直接造成積水過(guò)多淹沒(méi)設(shè)備進(jìn)而造成設(shè)備進(jìn)水損壞；二是采用電極式液位控制器，通過(guò)測(cè)量水的電阻，來(lái)控制潛水泵啟停，其弊端存有1、不同地區(qū)各種水質(zhì)的導(dǎo)電性能不同，且部分水質(zhì)由于各種離子的存在，環(huán)境易構(gòu)成原電池，造成電阻式水位自動(dòng)控制器工作不穩(wěn)定；2、探頭與液體接觸的部分容易電解、積碳，不干凈的液體會(huì)污染電極的接觸面，導(dǎo)致電阻增大，需要經(jīng)常清潔電極；3、輸出方式單一無(wú)法與電機(jī)綜合保護(hù)器匹配工作，潛水泵缺少必要保護(hù)極端工況下一造成泵體損毀；4、控制系統(tǒng)水位傳感器需工作在小電流模擬狀態(tài)，在復(fù)雜環(huán)境下易受電磁干擾造成誤動(dòng)作。由于種種弊端，隨著企業(yè)對(duì)排水系統(tǒng)的質(zhì)量、能耗和可靠性要求不斷提高，以上幾種方式已遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需求。質(zhì)量可靠的排水設(shè)備與先進(jìn)的控制技術(shù)是保證排水系統(tǒng)安全、高質(zhì)、節(jié)電的前提條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服傳統(tǒng)技術(shù)控制方式的不足，設(shè)計(jì)一種智能型潛水泵控制系統(tǒng)，旨在提供一種能夠根據(jù)泵坑液位高度進(jìn)行自動(dòng)排水作業(yè)，既能節(jié)省人力，又可避免因水泵“干轉(zhuǎn)”造成的經(jīng)濟(jì)損失，且排水方便的裝置。本實(shí)用新型目的是解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)各種潛水泵控制難題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種智能型潛水泵控制箱，包括液位控制箱、潛水泵，其特征是:潛水泵位于泵坑里面，潛水泵電源線與液位控制箱連接，液位控制箱通過(guò)專用屏蔽電纜連接液位變送器，液位控制箱由液位控制器SW、交流接觸器KM1、輔助輸出繼電器KZ1、中間繼電器ΚΑΙ、KA2、電動(dòng)機(jī)保護(hù)器1RJ、聲光報(bào)警器YSQ、時(shí)間繼電器ST1、ST2、時(shí)間累時(shí)器ST3電氣元件組成。
[0006]其中，所述的液位控制器SW的輸出端與輔助輸出繼電器KZl連接后接入電路；
[0007]輔助輸出繼電器KZl常開觸點(diǎn)與電動(dòng)機(jī)保護(hù)器IRJ串聯(lián)后再與交流接觸器KMl連接，中間繼電器KAl的常開觸點(diǎn)與輔助輸出繼電器KZl常開觸點(diǎn)并聯(lián)；
[0008]輔助輸出繼電器KZl的常閉觸點(diǎn)分別與時(shí)間繼電器ST2常開觸點(diǎn)和時(shí)間繼電器STl常閉觸點(diǎn)連接，時(shí)間繼電器ST2常開觸點(diǎn)與時(shí)間繼電器STl串聯(lián)后接入電路，中間繼電器KAl與時(shí)間繼電器STl并聯(lián)，時(shí)間繼電器STl常閉觸點(diǎn)與時(shí)間繼電器ST2串聯(lián)后接入電路；
[0009]交流接觸器KMl常開觸點(diǎn)與中間繼電器KA2串聯(lián)后接入電路，中間繼電器KA2常開觸點(diǎn)與時(shí)間累計(jì)器ST3串聯(lián)后接入電路。
[0010]其中，所述的輔助輸出繼電器KZl常開觸點(diǎn)還并聯(lián)有應(yīng)急直通開關(guān)QA，指示燈HD與聲光報(bào)警器YSQ并聯(lián)后與交流接觸器KMl并聯(lián)。
[0011]其中，所述的液位控制器SW采用XMB52U6PBH數(shù)字顯示控制儀，電動(dòng)機(jī)保護(hù)器IRJ采用HHD3C-2數(shù)顯電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，時(shí)間累計(jì)器ST3采用ZYL06數(shù)顯時(shí)間累計(jì)器。
[0012]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0013]1、智能型潛水泵控制箱實(shí)時(shí)測(cè)量的液位信號(hào)，通過(guò)變送器轉(zhuǎn)換成4-20mΑ電信號(hào)，輸入到智能型潛水泵控制箱液位儀表中，在自動(dòng)運(yùn)行的同時(shí)并在控制箱上能直觀的顯示液位的高度數(shù)值，實(shí)現(xiàn)潛水泵自動(dòng)化抽水，使用效果非常好，既安全又節(jié)省人力，為現(xiàn)場(chǎng)操作提供了極為便利的條件。
[0014]2、智能型潛水泵控制箱實(shí)現(xiàn)了小型水泵的自動(dòng)控制，只需要定期巡回檢查，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，可靠性、穩(wěn)定性較好，減少了人員的投入，降低了職工勞動(dòng)強(qiáng)度，延長(zhǎng)了設(shè)備使用周期，既節(jié)約電能，又提高工效。
[0015]3、智能型潛水泵控制箱成本不高，易于制作、維護(hù)。該裝置適用于小型水泵，也可用于大型水泵的自動(dòng)排水。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)流程圖。
[0018]圖3為本實(shí)用新型的智能潛水泵控制系統(tǒng)電氣控制原理圖。
[0019]圖4為本實(shí)用新型的智能潛水泵控制閉環(huán)控制原理圖。
[0020]附圖中:1、液位控制器；2、泵坑；3、液位變送器；4、潛水泵。
【具體實(shí)施方式】
[0021]圖1為本實(shí)用新型的智能潛水泵控制系統(tǒng)總圖。在圖1中液位控制箱I通過(guò)專用屏蔽電纜連接投入式液位變送器3，潛水泵4抽取現(xiàn)場(chǎng)泵坑2內(nèi)部的液體，進(jìn)行排水。
[0022]圖2是本實(shí)用新型的智能潛水泵控制系統(tǒng)流程圖。液位變送器3實(shí)時(shí)測(cè)量液位數(shù)值，如果在正常范圍內(nèi)，防銹計(jì)時(shí)回路開始工作，設(shè)定時(shí)間可以調(diào)節(jié)，超過(guò)設(shè)定時(shí)間后，潛水泵除銹工作2秒后停止。液位變送器3實(shí)時(shí)測(cè)量液位，數(shù)值超過(guò)正常范圍后，如果電動(dòng)機(jī)保護(hù)器IRJ狀態(tài)在正常范圍內(nèi)，接觸器閉合，潛水泵4啟動(dòng)，同時(shí)時(shí)間累計(jì)器ST3工作，并聲光報(bào)警。測(cè)量的液位恢復(fù)正常范圍內(nèi)，潛水泵4停止工作。
[0023]圖3是本實(shí)用新型的智能潛水泵控制系統(tǒng)電氣控制原理圖。圖3中，液位控制器SW采用XMB52U6PBH數(shù)字顯示控制儀，H為高液位模擬量，L為低液位模擬量；液位控制器輔助輸出繼電器KZl采用LY2NJ小型電磁中間繼電器；交流接觸器KMl采用CJX2-1210 AC220V交流接觸器；電動(dòng)機(jī)保護(hù)器IRJ采用HHD3C-2數(shù)顯電動(dòng)機(jī)保護(hù)器；時(shí)間繼電器ST1、ST2為防銹計(jì)時(shí)繼電器；潛水泵運(yùn)行累計(jì)時(shí)間裝置ST3采用ZYL06數(shù)顯時(shí)間累計(jì)器。[0024]通過(guò)液位控制器SW采集現(xiàn)場(chǎng)液位模擬量，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)液位模擬量超過(guò)設(shè)定值H后，液位控制器輔助輸出繼電器KZl得電動(dòng)作，其輔助觸頭KZl閉合，在熱繼電器(電機(jī)保護(hù)繼電器IRj)正常情況下，潛水泵控制交流接觸器KMl得電吸合，帶動(dòng)潛水泵運(yùn)行排水，指示燈HD得電；聲光報(bào)警器YSD報(bào)警提醒正潛水泵正在運(yùn)行，其常開觸點(diǎn)KMl閉合，中間繼電器KA2得電吸合，控制時(shí)間累計(jì)器ST3開始工作，記錄潛水泵累計(jì)運(yùn)行時(shí)間。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)液位模擬量恢復(fù)設(shè)定值L后，液位控制器輔助輸出繼電器KZl失電，潛水泵控制交流接觸器KMl失電斷開，潛水泵停止排水，指示燈HD失電；聲光報(bào)警器YSD失電。
[0025]液位控制器SW采集現(xiàn)場(chǎng)液位模擬量，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)液位模擬量在設(shè)定值H和L之間，液位控制器輔助繼電器KZl不工作，其輔助常閉觸頭KZl閉合，時(shí)間繼電器ST2計(jì)時(shí)開始，達(dá)到設(shè)定時(shí)間(例如24H)后，時(shí)間繼電器ST2常開觸點(diǎn)閉合，時(shí)間繼電器STl工作，同時(shí)中間繼電器KAl得電。中間繼電器KAl常開觸點(diǎn)閉合，交流接觸器KMl得電控制潛水泵工作，防銹功能開啟。時(shí)間繼電器STl達(dá)到設(shè)定時(shí)間(例如2S)后，時(shí)間繼電器STl常閉觸點(diǎn)斷開，時(shí)間繼電器ST2斷電，時(shí)間繼電器ST2常開觸點(diǎn)斷開，時(shí)間繼電器STl復(fù)位，中間繼電器KAl斷開，交流接觸器KMl失電，潛水泵停止運(yùn)行，時(shí)間繼電器ST2得電重新計(jì)時(shí)開始，進(jìn)入下一循環(huán)計(jì)時(shí)防銹工作。
[0026]潛水泵應(yīng)急直通開關(guān)QA在液位控制器失效時(shí)，旋轉(zhuǎn)應(yīng)急直通開關(guān)QA，KMl潛水泵控制交流接觸器得電吸合，潛水泵應(yīng)急運(yùn)行。
[0027]圖4為本實(shí)用新型的智能潛水泵控制系統(tǒng)閉環(huán)控制原理圖。
[0028]智能潛水泵控制閉環(huán)控制，根據(jù)對(duì)設(shè)計(jì)要求的分析，當(dāng)水位達(dá)到高水位時(shí)要啟動(dòng)水泵排水，當(dāng)水位低到下限水位時(shí)能自動(dòng)關(guān)閉水泵，因此必須對(duì)水位進(jìn)行檢測(cè)，并能反饋所測(cè)的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)這一控制需要采用閉環(huán)電子控制系統(tǒng)。原理圖直接采用水位信號(hào)與設(shè)定值信號(hào)相比較，液位控制器SW根據(jù)該偏差的正負(fù)與大小，輸出開關(guān)控制交流接觸器起停潛水泵的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)潛水泵控制閉環(huán)自動(dòng)控制。
[0029]本實(shí)用新型采用設(shè)備泵坑中安裝投入式液位變送器，通過(guò)測(cè)量由液位產(chǎn)生的靜壓力來(lái)確定液位高度的。液位將與壓力成線性關(guān)系，這一壓力作用在變送器擴(kuò)散硅壓力傳感器的感壓面上，通過(guò)傳感器的壓阻效應(yīng)，將液位壓力轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，將水位具體信息放大直接轉(zhuǎn)換成4?20mA，傳至液位控制器SW液位儀表中，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，進(jìn)行數(shù)據(jù)比較，不同的編碼對(duì)應(yīng)不同的液位高度，在儀表中進(jìn)行編程設(shè)置潛水泵起停的程序，且利用投入式壓力變送器，以實(shí)時(shí)監(jiān)視水池內(nèi)液位隨排水量的不同而變化，并將液位信息反饋回液位控制器中，控制潛水泵電機(jī)的動(dòng)作，繼而構(gòu)成排水閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0030]該控制系統(tǒng)具有:干轉(zhuǎn)自動(dòng)停機(jī)保護(hù)、短路、過(guò)流故障自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)報(bào)警、數(shù)碼型電壓/電流表實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示、故障動(dòng)態(tài)聲光報(bào)警等功能。同時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了應(yīng)急直通開關(guān)，特殊情況可直接應(yīng)急起動(dòng)使用。并具有防銹功能，在泵坑長(zhǎng)時(shí)間無(wú)水情況下，每隔24小時(shí)自動(dòng)運(yùn)行2秒(可調(diào)節(jié)時(shí)間)，能有效防止水泵電機(jī)銹死。
[0031]智能水泵控制系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo):
[0032]1、控制方式:手動(dòng)/自動(dòng)控制；
[0033]2、液位控制特性:投入式液位變送器；
[0034]3、測(cè)量精度:1級(jí)；
[0035]4、液位遠(yuǎn)傳安裝距離:最大2km ；[0036]5、有效檢測(cè)液位范圍:(T20m ；
[0037]6、工作電壓:AC220/380V，50HZ ;
[0038]7、具有防銹功能，能有效防止電機(jī)銹死；
[0039]8、額定輸出功率:0.37-5.5KW。
[0040]本實(shí)用新型專利的效果:在生產(chǎn)中現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)測(cè)量的液位信號(hào)，通過(guò)投入式液位變送器3轉(zhuǎn)換成4?20mA電信號(hào),輸入到液位控制器SW中，系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)能直觀的顯不液位的高度數(shù)值，實(shí)現(xiàn)潛水泵自動(dòng)化抽水，使用效果非常好，提高水泵有效利用率，大幅度降低生產(chǎn)成本。同時(shí)系統(tǒng)可減少看護(hù)人員，相應(yīng)減少工資投入，減少事故發(fā)生，根據(jù)時(shí)間累計(jì)器ST3累計(jì)時(shí)間的顯示，檢修人員主動(dòng)的定期檢修，提高設(shè)備的使用率，可以保證安全生產(chǎn)，改善工作環(huán)境，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，可有效的保護(hù)水泵電機(jī)等設(shè)備，延長(zhǎng)使用壽命，減少事故停機(jī)時(shí)間，提聞排水能力。
[0041]智能型潛水泵控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了小型水泵的自動(dòng)控制，自使用以來(lái)工作正常，只需要運(yùn)行人員定期巡回檢查，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，可靠性、穩(wěn)定性較好。減少了人員的投入，降低了職工勞動(dòng)強(qiáng)度，延長(zhǎng)了設(shè)備使用周期，既節(jié)約電能，又提高工效。因電路程序可靠，雖增加了元件，但未增加開關(guān)的維修量，成本不高，易于制作、維護(hù)。該裝置適用于小型水泵，也可用于大型水泵的自動(dòng)排水，液罐的液位監(jiān)控，水池深度液位測(cè)量，污水處理，給水、化工和制藥工業(yè)排水系統(tǒng)等行業(yè)液位的測(cè)量自動(dòng)控制。
【權(quán)利要求】
1.一種智能型潛水泵控制箱，包括液位控制箱(I)、潛水泵(4)，其特征在于:潛水泵(4)位于泵坑里面，潛水泵(4)電源線與液位控制箱(I)連接，液位控制箱(I)通過(guò)專用屏蔽電纜連接液位變送器(3 )，液位控制箱(I)由液位控制器SW、交流接觸器KMl、輔助輸出繼電器KZ1、中間繼電器ΚΑΙ、KA2、電動(dòng)機(jī)保護(hù)器1RJ、聲光報(bào)警器YSQ、時(shí)間繼電器ST1、ST2、時(shí)間累時(shí)器ST3電氣元件組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型潛水泵控制箱，其特征在于:所述的液位控制器SW的輸出端與輔助輸出繼電器KZl連接后接入電路； 輔助輸出繼電器KZl常開觸點(diǎn)與電動(dòng)機(jī)保護(hù)器IRJ串聯(lián)后再與交流接觸器KMl連接，中間繼電器KAl的常開觸點(diǎn)與輔助輸出繼電器KZl常開觸點(diǎn)并聯(lián)； 輔助輸出繼電器KZl的常閉觸點(diǎn)分別與時(shí)間繼電器ST2常開觸點(diǎn)和時(shí)間繼電器STl常閉觸點(diǎn)連接，時(shí)間繼電器ST2常開觸點(diǎn)與時(shí)間繼電器STl串聯(lián)后接入電路，中間繼電器KAl與時(shí)間繼電器STl并聯(lián)，時(shí)間繼電器STl常閉觸點(diǎn)與時(shí)間繼電器ST2串聯(lián)后接入電路； 交流接觸器KMl常開觸點(diǎn)與中間繼電器KA2串聯(lián)后接入電路，中間繼電器KA2常開觸點(diǎn)與時(shí)間累計(jì)器ST3串聯(lián)后接入電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能型潛水泵控制箱，其特征在于:所述的輔助輸出繼電器KZl常開觸點(diǎn)還并聯(lián)有應(yīng)急直通開關(guān)QA，指示燈HD與聲光報(bào)警器YSQ并聯(lián)后與交流接觸器KMl并聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能型潛水泵控制箱，其特征在于:所述的液位控制器SW采用XMB52U6PBH數(shù)字顯示控制儀，電動(dòng)機(jī)保護(hù)器IRJ采用HHD3C-2數(shù)顯電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，時(shí)間累計(jì)器ST3采用ZYL06數(shù)顯時(shí)間累計(jì)器。
【文檔編號(hào)】F04B49/06GK203488352SQ201320617455
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月9日
【發(fā)明者】魏尊義, 張延偉, 張福軍, 閆紹玲, 王勇, 尹建超, 閆波, 梁志國(guó), 韓思忠, 畢曉峰, 王洪升 申請(qǐng)人:棗莊礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司田陳煤礦