CN201001091Y

CN201001091Y - 智能软启动压力、液位控制装置

Info

Publication number: CN201001091Y
Application number: CNU2007200831956U
Authority: CN
Inventors: 宁国云; 朱晓洁; 何砂; 郭华勤; 许贤海; 许峰; 唐玉婉
Original assignee: Wuhan Haiji Science & Technology Development Co Ltd
Current assignee: Wuhan science and Technology Development Co., Ltd. Hodge power
Priority date: 2007-01-16
Filing date: 2007-01-16
Publication date: 2008-01-02
Anticipated expiration: 2017-01-16

Abstract

一种智能软启动压力、液位控制装置由压力变送器(2)、液位变送器(3)、主微机主控制器(4)、电机驱动器(5)构成；压力变送器、液位变送器的输出信号分别与主微机控制器(4)的输入端连接，主微机控制器的输出端通过脉冲变压器(15)与电机驱动器的触发控制端连接，电机驱动器的输入端与三相电源连接，其输出端与三相感应电机连接。与水电站传统的控制装置相比，所述控制装置解决了三大关键问题：1.解决了电接点压力表与浮子工作不可靠及动作接点难调整的问题；2.解决了交流接触器“打火”及易粘连的问题；3.解决了电机启动电流过大的问题，加强了对电机、泵及受控系统的保护。可用于水电厂压力油泵、空气压缩机及其它工业泵控制系统与民用生活供水系统。

Description

智能软启动压力、液位控制装置

技术领域

本实用新型涉及交流电机软启动控制装置，尤其是一种智能软启动压力、液位控制装置。

背景技术

水利发电厂配置的压力油泵、空气压缩机、顶盖水泵、深井水泵以及消防水泵等设备分别由各自配套的交流电动机带动，单机启动时，其电机电流高达额定电流的6-7倍，对电网有较大的冲击，如果多机同时启动，冲击则更大，甚至影响电网内的其他设备的正常运行，并且对电动机以及电动机带动的机械设备也造成较大的冲击，产生较大的油锤、气锤、水锤值，影响其使用寿命，或使电动机过热烧毁绕组，进而影响水利发电厂的正常发电。

水电站的传统控制装置中，所使用的电接点压力表、浮子液位传感器工作可靠性较差，其动作接点难调整；交流接触器触点噪声大、易打火粘连，维修困难。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服上述现有技术的不足而提供一种能够大幅减少电机启动电流，消除对电网干扰，确保系统安全运行的智能软启动压力、液位控制装置。

所述智能软启动压力、液位控制装置由压力变送器2、液位变送器3、主微机主控制器4、电机驱动器5构成；压力变送器2、液位变送器3的输出信号通过隔离放大、A/D变换后分别与主微机控制器4的输入端连接，主微机控制器4的输出端经过光电隔离和D/A变换后通过脉冲变压器15与电机驱动器5的触发控制端连接，电机驱动器5的输入端与三相电源连接，其输出端与三相感应电机连接。所述电机驱动器5由智能晶闸管模块6与旁路交流接触器7并联组成。所述主微机控制器4设置有显示及操作面板8，显示及操作面板8包括微处理器14、中文液晶显示屏11、参数设置键12、手自动切换按键13，微处理器14通过数据接口与主微机控制器4数据端口连接，微处理器14的输出端与中文液晶显示屏11连接，参数设定键12、手自动切换按键13与主微机控制器4的输入端连接。所述主微机控制器4设置有RS485联机通讯接口9，RS485联机通讯接口9可与多台智能软启动压力、液位控制装置的通讯接口连接。

本实用新型是专门为水力发电厂压力油泵、空气压缩机、顶盖水泵、深井水泵以及消防水泵设计的无触点电机控制装置。该装置以检测准确、工作可靠的变送器为测量器件，以十六位工业控制微机为控制核心，采用电机控制算法，具有电压斜坡启动、限流启动、突跳转矩启动等多种启动方式，以及自由停机、软停机、刹车制动等多种停机方式，能适应水力发电厂各种载荷电机的控制。还可用于其它工业泵控制系统与民用生活供水系统。

与水电站传统的控制装置相比，智能软启动控制装置解决了三大关键问题：

1、彻底解决了电接点压力表与浮子工作不可靠及动作接点难调整的问题。压力、液位变送器检测准确，性能稳定，其输出信号为4～20mA电流，油泵(水泵)电机启动、停止接点与压力、液位过高、过低输出接点均可通过面板按键进行设置，不仅方便快捷，而且准确可靠。

2、彻底解决了交流接触器“打火”及易粘连的问题。晶闸管模块为无触点控制器件，因而不会“打火”，不会粘连。内置的旁路接触器在启动和停止时均不工作，因而也不会“打火”，不会粘连。

3、彻底解决了电机启动电流过大的问题，加强了对电机、泵及受控系统的保护。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图，

图2是本实用新型原理框图，

图3是本实用新型原理接线图，

图4是本实用新型多台联机原理图。

具体实施方式

压力、液位变送器送来的电流信号(压力变送器0-XMPa对应4～20mA，液位变送器0～XM对应4～20mA)经隔离放大、A/D变换后输入主微机控制器，主微机控制器根据实测的压力、液位值与通过键盘设定值相比较后，输出经D/A变换后的模拟信号控制电机启动与停止。为增加设备运行的可靠性，专门设计了交流接触器旁路运行及交流接触器直接启动回路，即便控制主板及晶闸管全部损坏，智能软启动控制装置仍能维持运行。

本实用新型以现场可编程DSP核心控制系统，具有多种启动、停止方式，能适应各种载荷类型的电机，可一泵一控，任一控制装置故障不影响其它控制装置的运行；可一主多备，最多可8台联机组成主备系统；可交流接触器旁路运行，交流接触器紧急启动；具有压力油系统自动补油、自动补气功能；同一系统中多泵轮换运行；水泵自动投润滑油水，空压机自动排空、排污；同一系统中多机共用变送器，变送器检测处理电路独立；具有RS485通讯功能，能与全厂监控系统接口，其变送器与浮子接点(电接点压力表)以及远程控制信号并联运行；具有过高、过低、超高、超低报警信号接点输出；可正常启动、备用启动、运行信号接点输出，并具有告警信息记录，最多可记录最近的16条告警信息。

所述装置针对不同的载荷类型设定不同的启动及停止方式，以最小的启动电流来启动电机。通常情况下将电机的启动电流控制在额定电流的三倍以内。并且该装置还具有断相保护、堵转保护、电流不平衡保护、过压保护、欠压保护、短路保护等完善的保护功能。不仅有效地保护了电机，延长了泵与电机的使用寿命，而且还能消除电机启动时对厂用电的干扰，此外智能软启动控制装置的软启动及软停止功能在压力油系统、压力气系统及压力水系统中，可使系统的油锤、气锤、水锤值降低，以确保系统的安全运行。

下面再结合附图对本实用新型进一步说明：图1、2、3中，压力变送器2、液位变送器3的输出信号通过隔离放大，A/D变换后分别与主微机控制器4的输入端连接，所述主微机控制器4的输出端经过光电隔离和D/A变换后通过脉冲变压器15与电机驱动器5的触发控制端连接，所述电机驱动器5的输入端与三相电源连接，其输出端与三相感应电机连接。所述电机驱动器5由智能晶闸管模块6与旁路交流接触器7并联组成。微处理器14通过数据接口与主微机控制器4数据连接，微处理器14的输出端与中文液晶显示屏11连接，参数设定键12与微处理器14的输入端连接，手自动切换按键13与主微机控制器4的输入端连接。图4中，RS485联机通讯接口9可与多台智能软启动压力、液位装置通讯接口连接。

现在以启停控制、点动控制为例，简述本实用新型的一种工作过程：启停控制是指用一个启动信号来启动装置输出，启动后该信号可以撤销。停止时用另一个停止信号来停止装置输出。点动控制是指用一个信号启动装置输出，该信号撤销时停止装置输出。在启停控制方式下，输入“本机启动”、“正常启动”、“备用启动”任一信号启动输出，输入“本机停止”、“自动停止”信号时停止输出。“本机停止”对应“本机启动”，“自动停止”对应“正常启动”及“备用启动”：在点动控制方式下，输入“本机点动”信号启动输出，撤销“本机点动”信号停止输出。输入“正常启动”或“备用启动”信号启动输出，撤销“正常启动”或“备用启动”信号停止输出。远程信号运行只有装置处于自动运行时有效。(按下面板上的“自动”键，同时自动指示灯亮)根据测量值自动运行功能同时有效，两种控制信号的启动信号是或的关系，停停止信号对应于启动信号。即任一启动条件满足时启动，与启动信号对应的停止条件满足时停止。启动方式有：电压斜坡、限流启动、突跳转矩、直接启动软启动初始电压由“启动电压”参数项设置，应设置为30％～70％Ue。软启动完成时刻。参数项“启动时间”只设定电压上升斜率，装置在电压斜坡上升过程中自动判断启动过程是否完成，当检测到启动完成时立即结束启动过程并完全导通晶闸管。旁路接触器闭合时刻。启动完成以后，运行约1秒闭合旁路接触器。晶闸管关断时刻。检测到旁路接触器闭合以后，运行约1秒关断晶闸管。到达限流时刻。参数项“启动时间”在限流启动时无效。装置以最大电压上升斜率输出电压，在电压斜坡上升过程中自动判断是否到达限流电流，到达限流电流后稳定输出电压，限流电流由“限流电流”参数项设定，软启动完成时刻。到达限流电流并稳定输出电压后，装置自动判断启动过程是否完成，当检测到启动完成时立即结束启动过程并完全导通晶闸管。旁路接触器闭合时刻，启动完成以后，运行约1秒闭合旁路接触器。晶闸管关断时刻。检测到旁路接触器闭合以后，运行约1秒关断晶闸管，突跳结束时刻。由参数项“突跳时间”设定。装置首先在突跳时间内输出对应的突跳电压。在突跳时间结束以后，装置再按初始电压斜坡输出。参数项“启动时间”只设定电压上升斜率，装置在电压斜坡上升过程中自动判断启动过程是否完成，当检测到启动完成时立即结束启动过程并完全导通晶闸管。因此及均是不确定的。旁路接触器闭合时刻。启动完成以后，运行约1秒闭合旁路接触器。晶闸管关断时刻。检测到旁路接触器闭合以后，运行约1秒关断晶闸管。直接启动是指不经过晶闸管，通过旁路接触器启动。停机方式有：软停机、自由停机、刹车制动正常停机时先导通晶闸管，再断开旁路接触器，然后根据停机方式停机，断开旁路接触器时刻。装置在0时刻完全导通晶闸管，运行约1秒钟以后断开旁路接触器。软停机开始时刻。断开旁路接触器运行约1秒钟以后，输出软停机电压并开始软停机过程。软停机完成时刻。参数项“停止时间”只设定电压下降斜率，装置自动检测软停机是否完成。开旁路接触器时刻。装置在0时刻完全导通晶闸管，运行约1秒钟以后断开旁路接触器。软停机开始时刻。断开旁路接触器运行约1秒钟以后，关断晶闸管。

Claims

1、一种智能软启动压力、液位控制装置，其特征是：所述装置由压力变送器(2)、液位变送器(3)、主微机控制器(4)、电机驱动器(5)构成；压力变送器(2)、液位变送器(3)的输出信号通过隔离放大、A/D变换后分别与主微机控制器(4)的输入端连接，主微机控制器(4)的输出端经过光电隔离和D/A变换后通过脉冲变压器(15)与电机驱动器(5)的触发控制端连接，电机驱动器(5)的输入端与三相电源连接，其输出端与三相感应电机连接。

2、根据权利要求1所述的智能软启动压力、液位控制装置，其特征是：所述电机驱动器(5)由智能晶闸管模块(6)与旁路交流接触器(7)并联组成。

3、根据权利要求1所述的智能软启动压力、液位控制装置，其特征是：所述主微机控制器(4)设置有显示及操作面板(8)，显示及操作面板(8)包括微处理器(14)、中文液晶显示屏(11)、参数设置键(12)、手自动切换按键(13)，微处理器(14)通过数据接口与主微机控制器(4)数据端口连接，微处理器(14)的输出端与中文液晶显示屏(11)连接，参数设定键(12)、手自动切换按键(13)与微处理器(14)的输入端连接。

4、根据权利要求1所述的智能软启动压力、液位控制装置，其特征是：所述主微机控制器(4)设置有RS485联机通讯接口(9)，RS485联机通讯接口(9)与多台智能软启动压力、液位控制装置的通讯接口连接。