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泵坑液位高度進行自動排水作業(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、電動機保護器1RJ、聲光報警器YSQ、時間繼電器ST1、ST2、時間累時器ST3電氣元件組成。智能型潛水泵控制箱實現了小型水泵的自動控制，只需要定期巡回檢查，經過反復試驗，可靠性、穩(wěn)定性較好，減少了人員的投入，降低了職工勞動強度，延長了設備使用周期，既節(jié)約電能，又提高工效。
【專利說明】智能型潛水泵控制箱
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于礦山電氣【技術領域】，涉及一種通用型潛水泵排水智能自動排水的智能型潛水泵控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]由于在發(fā)電廠生產過程中各種設備的泵坑設計多數低于水平面，造成積水無法自流到排水溝，如不及時抽水，水位過高將會淹沒現場生產設備，造成不可估量的損失，影響
安全生產。
[0003]通常有以下解決辦法:一是通過設備泵坑安裝潛水泵的原始方式進行排水，其弊端在于潛水泵起停需人工操作，設備坑排水工作由運行人員于巡檢期間操作，該種方式要求操作人員排水過程中不能遠離以避免水泵“干轉”損毀潛水泵；同時該種方式人為因素較多如若出現工作人員巡檢疏漏，則可能直接造成積水過多淹沒設備進而造成設備進水損壞；二是采用電極式液位控制器，通過測量水的電阻，來控制潛水泵啟停，其弊端存有1、不同地區(qū)各種水質的導電性能不同，且部分水質由于各種離子的存在，環(huán)境易構成原電池，造成電阻式水位自動控制器工作不穩(wěn)定；2、探頭與液體接觸的部分容易電解、積碳，不干凈的液體會污染電極的接觸面，導致電阻增大，需要經常清潔電極；3、輸出方式單一無法與電機綜合保護器匹配工作，潛水泵缺少必要保護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)，在復雜環(huán)境下易受電磁干擾造成誤動作。由于種種弊端，隨著企業(yè)對排水系統(tǒng)的質量、能耗和可靠性要求不斷提高，以上幾種方式已遠不能滿足現場的實際需求。質量可靠的排水設備與先進的控制技術是保證排水系統(tǒng)安全、高質、節(jié)電的前提條件。

【發(fā)明內容】

[0004]為克服傳統(tǒng)技術控制方式的不足，設計一種智能型潛水泵控制系統(tǒng)，旨在提供一種能夠根據泵坑液位高度進行自動排水作業(yè)，既能節(jié)省人力，又可避免因水泵“干轉”造成的經濟損失，且排水方便的裝置。本發(fā)明目的是解決工業(yè)現場各種潛水泵控制難題。為實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為:
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KMl、輔助輸出繼電器KZ1、中間繼電器ΚΑΙ、KA2、電動機保護器1RJ、聲光報警器YSQ、時間繼電器ST1、ST2、時間累時器ST3電氣元件組成。
[0005]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；
輔助輸出繼電器KZl常開觸點與電動機保護器IRJ串聯后再與交流接觸器KMl連接，
中間繼電器KAl的常開觸點與輔助輸出繼電器KZl常開觸點并聯；
輔助輸出繼電器KZl的常閉觸點分別與時間繼電器ST2常開觸點和時間繼電器STl常閉觸點連接，時間繼電器ST2常開觸點與時間繼電器STl串聯后接入電路，中間繼電器KAl與時間繼電器STl并聯，時間繼電器STl常閉觸點與時間繼電器ST2串聯后接入電路；交流接觸器KMl常開觸點與中間繼電器KA2串聯后接入電路，中間繼電器KA2常開觸點與時間累計器ST3串聯后接入電路。
[0006]其中，所述的輔助輸出繼電器KZl常開觸點還并聯有應急直通開關QA，指示燈HD與聲光報警器YSQ并聯后與交流接觸器KMl并聯。
[0007]其中，所述的液位控制器SW采用XMB52U6PBH數字顯示控制儀，電動機保護器IRJ采用HHD3C-2數顯電動機保護器，時間累計器ST3采用ZYL06數顯時間累計器 。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點是:
1、智能型潛水泵控制箱實時測量的液位信號，通過變送器轉換成20Π1Α電信號，輸入到智能型潛水泵控制箱液位儀表中，在自動運行的同時并在控制箱上能直觀的顯示液位的高度數值，實現潛水泵自動化抽水，使用效果非常好，既安全又節(jié)省人力，為現場操作提供了極為便利的條件。
[0009]2、智能型潛水泵控制箱實現了小型水泵的自動控制，只需要定期巡回檢查，經過反復試驗，可靠性、穩(wěn)定性較好，減少了人員的投入，降低了職工勞動強度，延長了設備使用周期，既節(jié)約電能，又提高工效。
[0010]3、智能型潛水泵控制箱成本不高，易于制作、維護。該裝置適用于小型水泵，也可用于大型水泵的自動排水。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明的控制系統(tǒng)流程圖。
[0013]圖3為本發(fā)明的智能潛水泵控制系統(tǒng)電氣控制原理圖。
[0014]圖4為本發(fā)明的智能潛水泵控制閉環(huán)控制原理圖。
[0015]附圖中:1、液位控制器；2、泵坑；3、液位變送器；4、潛水泵。
【具體實施方式】
[0016]圖1為本發(fā)明的智能潛水泵控制系統(tǒng)總圖。在圖1中液位控制箱I通過專用屏蔽電纜連接投入式液位變送器3，潛水泵4抽取現場泵坑2內部的液體，進行排水。
[0017]圖2是本發(fā)明的智能潛水泵控制系統(tǒng)流程圖。液位變送器3實時測量液位數值，如果在正常范圍內，防銹計時回路開始工作，設定時間可以調節(jié)，超過設定時間后，潛水泵除銹工作2秒后停止。液位變送器3實時測量液位，數值超過正常范圍后，如果電動機保護器IRJ狀態(tài)在正常范圍內，接觸器閉合，潛水泵4啟動，同時時間累計器ST3工作，并聲光報警。測量的液位恢復正常范圍內，潛水泵4停止工作。
[0018]圖3是本發(fā)明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；電動機保護器IRJ采用HHD3C-2數顯電動機保護器；時間繼電器ST1、ST2為防銹計時繼電器；潛水泵運行累計時間裝置ST3采用ZYL06數顯時間累計器。
[0019]通過液位控制器SW采集現場液位模擬量，當現場液位模擬量超過設定值H后，液位控制器輔助輸出繼電器KZl得電動作，其輔助觸頭KZl閉合，在熱繼電器(電機保護繼電器IRj)正常情況下，潛水泵控制交流接觸器KMl得電吸合，帶動潛水泵運行排水，指示燈HD得電；聲光報警器YSD報警提醒正潛水泵正在運行，其常開觸點KMl閉合，中間繼電器KA2得電吸合，控制時間累計器ST3開始工作，記錄潛水泵累計運行時間。當現場液位模擬量恢復設定值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；聲光報警器YSD失電。
[0020]液位控制器SW采集現場液位模擬量，當現場液位模擬量在設定值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，時間繼電器ST2計時開始，達到設定時間(例如24H)后，時間繼電器ST2常開觸點閉合，時間繼電器STl工作，同時中間繼電器KAl得電。中間繼電器KAl常開觸點閉合，交流接觸器KMl得電控制潛水泵工作，防銹功能開啟。時間繼電器STl達到設定時間(例如2S)后，時間繼電器STl常閉觸點斷開，時間繼電器ST2斷電，時間繼電器ST2常開觸點斷開，時間繼電器STl復位，中間繼電器KAl斷開，交流接觸器KMl失電，潛水泵停止運行，時間繼電器ST2得電重新計時開始，進入下一循環(huán)計時防銹工作。
[0021]潛水泵應急直通開關QA在液位控制器失效時，旋轉應急直通開關QA，KMl潛水泵控制交流接觸器得電吸合，潛水泵應急運行。
[0022]圖4為本發(fā)明的智能潛水泵控制系統(tǒng)閉環(huán)控制原理圖。
[0023]智能潛水泵控制閉環(huán)控制，根據對設計要求的分析，當水位達到高水位時要啟動水泵排水，當水位低到下限水位時能自動關閉水泵，因此必須對水位進行檢測，并能反饋所測的結果，實現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與設定值信號相比較，液位控制器SW根據該偏差的正負與大小，輸出開關控制交流接觸器起停潛水泵的信號，實現潛水泵控制閉環(huán)自動控制。
[0024]本發(fā)明采用設備泵坑中安裝投入式液位變送器，通過測量由液位產生的靜壓力來確定液位高度的。液位將與壓力成線性關系，這一壓力作用在變送器擴散硅壓力傳感器的感壓面上，通過傳感器的壓阻效應，將液位壓力轉換成電壓信號，將水位具體信息放大直接轉換成4?20mA，傳至液位控制器SW液位儀表中，經A/D轉換后，進行數據比較，不同的編碼對應不同的液位高度，在儀表中進行編程設置潛水泵起停的程序，且利用投入式壓力變送器，以實時監(jiān)視水池內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，控制潛水泵電機的動作，繼而構成排水閉環(huán)自動控制系統(tǒng)。
該控制系統(tǒng)具有:干轉自動停機保護、短路、過流故障自動保護、自動報警、數碼型電壓/電流表實時動態(tài)顯示、故障動態(tài)聲光報警等功能。同時系統(tǒng)設計了應急直通開關，特殊情況可直接應急起動使用。并具有防銹功能，在泵坑長時間無水情況下，每隔24小時自動運行2秒(可調節(jié)時間)，能有效防止水泵電機銹死。
[0025]智能水泵控制系統(tǒng)主要技術指標:
1、控制方式:手動/自動控制；
2、液位控制特性:投入式液位變送器；
3、測量精度:1級；
4、液位遠傳安裝距離:最大2km ；
5、有效檢測液位范圍:(T20m ；6、工作電壓:AC220/380V，50HZ；
7、具有防銹功能，能有效防止電機銹死；
8、額定輸出功率:0.37-5.5KW。
[0026] 本發(fā)明專利的效果:在生產中現場實時測量的液位信號，通過投入式液位變送器3轉換成4~20mA電信號,輸入到液位控制器SW中，系統(tǒng)自動運行時能直觀的顯不液位的高度數值，實現潛水泵自動化抽水，使用效果非常好，提高水泵有效利用率，大幅度降低生產成本。同時系統(tǒng)可減少看護人員，相應減少工資投入，減少事故發(fā)生，根據時間累計器ST3累計時間的顯示，檢修人員主動的定期檢修，提高設備的使用率，可以保證安全生產，改善工作環(huán)境，提高勞動生產率，可有效的保護水泵電機等設備，延長使用壽命，減少事故停機時間，提聞排水能力。
[0027]智能型潛水泵控制系統(tǒng)實現了小型水泵的自動控制，自使用以來工作正常，只需要運行人員定期巡回檢查，經過反復試驗，可靠性、穩(wěn)定性較好。減少了人員的投入，降低了職工勞動強度，延長了設備使用周期，既節(jié)約電能，又提高工效。因電路程序可靠，雖增加了元件，但未增加開關的維修量，成本不高，易于制作、維護。該裝置適用于小型水泵，也可用于大型水泵的自動排水，液罐的液位監(jiān)控，水池深度液位測量，污水處理，給水、化工和制藥工業(yè)排水系統(tǒng)等行業(yè)液位的測量自動控制。
【權利要求】
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、電動機保護器1RJ、聲光報警器YSQ、時間繼電器ST1、ST2、時間累時器ST3電氣元件組成。
2.根據權利要求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常開觸點與電動機保護器IRJ串聯后再與交流接觸器KMl連接，中間繼電器KAl的常開觸點與輔助輸出繼電器KZl常開觸點并聯； 輔助輸出繼電器KZl的常閉觸點分別與時間繼電器ST2常開觸點和時間繼電器STl常閉觸點連接，時間繼電器ST2常開觸點與時間繼電器STl串聯后接入電路，中間繼電器KAl與時間繼電器STl并聯，時間繼電器STl常閉觸點與時間繼電器ST2串聯后接入電路； 交流接觸器KMl常開觸點與中間繼電器KA2串聯后接入電路，中間繼電器KA2常開觸點與時間累計器ST3串聯后接入電路。
3.根據權利要求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常開觸點還并聯有應急直通開關QA，指示燈HD與聲光報警器YSQ并聯后與交流接觸器KMl并聯。
4.根據權利要求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數字顯示控制儀，電動機保護器IRJ采用HHD3C-2數顯電動機保護器，時間累計器ST3采用ZYL06數顯時間累計器。
【文檔編號】F04B49/06GK103470486SQ201310464542
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年10月9日 優(yōu)先權日: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, 韓思忠, 畢曉峰, 王洪升 申請人:棗莊礦業(yè)(集團)有限責任公司田陳煤礦