一種泵站電氣信息化自控專用裝置的製作方法
2023-06-22 11:28:21 1
專利名稱：一種泵站電氣信息化自控專用裝置的製作方法
技術領域：
本發明一種泵站電氣信息化自控專用裝置涉及中小型泵站電氣及自動化控制，信息化採集及處理的專用裝置，產品廣泛應用於中小型排澇泵站、灌溉泵站、排灌結合泵站、 供水泵站和排汙泵站的電氣、自動化控制及信息化管理。
背景技術：
目前大型泵站的電氣自動化和信息化，多數採用電氣控制櫃、儀表櫃、各類傳感器和PLC控制櫃，再加上一個或多個後臺監控計算機及監控軟體組成大型泵站的自動化和信息化系統，對於大型泵站而言一般投資較大，電氣自動化及信息化技術已經能夠做得很好。然而國內的中小型泵站尤其是小型泵站數量較多、分布較廣，政府不可能像建設大型泵站那樣建設每一個小型泵站。也有不少地區的採用大型泵站的設計方案不計成本的實現了中小泵站的自動化和信息化，但由於品牌、方案不統一，無形中增加了維護的成本。技術內容
本發明目的是針對上述不足之處提供一種泵站電氣信息化自控專用裝置，本發明通過研究中小型泵站裝機容量小，輔機少等特點，將中小型泵站自動化和信息化所需的主要設備進行簡化集成，使得一套或幾套相同裝置的組合就可實現中小型泵站的自動化控制和信
息化管理。本發明一種泵站電氣信息化自控專用裝置集成了泵站電氣主迴路及二次迴路，軟啟、軟停及調功節能，主設備保護及泵站各種運行參數檢測，輔助設備的控制及保護，各種泵站運行參數信息的儲存及遠傳，遠程指令的接受及執行。通過有線或無線通信網絡將泵站信息傳輸到管理中心或接受管理中心的指令，實現多泵站群控運行，無人值守。本發明一種泵站電氣信息化自控專用裝置是採取以下技術方案實現
一種泵站電氣信息化自控專用裝置包括電氣主迴路(8)、二次迴路(9)、IXD觸摸式平板電腦、RTUl模塊、RTU2模塊以及GPRS遠傳模塊。電氣主迴路(8)包括隔離開關QS、斷路器QF1、軟起動控制器(5)、接觸器KM1。隔離開關QS下端接斷路器QFl，斷路器QFl以下接軟啟動控制器(5 )和接觸器KMl，軟啟動控制器(5)上端和接觸器KMl上端相連接，軟啟動控制器(5)下端和接觸器KMl下端相連接， 軟啟動控制器(5)和接觸器KMl並聯連接後下端接熱繼電器RGl的上端，熱繼電器RGl下端與三相電機相連。二次迴路(9)包括指示燈、按鈕、中間繼電器、接觸器輔助觸點及軟啟動控制器組成。單相斷路器QF3接控制迴路電源。指示燈HR1、HR2的1腳，自鎖按鈕SB2的23腳，中間繼電器KAl常閉點2腳，中間繼電器KA2線包13腳，接觸器輔助觸點11、13、15腳，中間繼電器KA2的8腳，KA3的5、8腳以及按鈕SBl的23腳統一連接到電源L端。指示燈HRl 的2腳以及自鎖按鈕M腳串接中間繼電器的13、14腳後接電源N端。中間繼電器 KAl的常閉點10腳接啟動按鈕SBl和停止按鈕的STl的11腳。啟動按鈕SBl的12腳、停止按鈕的STl的12腳、中間繼電器KAl的13腳、接觸器輔助點16腳、指示燈HR2的2腳接
3軟啟動控制器的輸入輸出。啟動按鈕SBl的M腳與中間繼電器的9腳短接後串接停止按鈕STl的23，STl的M腳再串接中間繼電器KAl的5腳，KAl的9腳再串接KA3的13腳後 KAl的14腳接電源的N端。中間繼電器的HA2、KA3的12腳短接後串接接觸器的線包Al、 A2後再串接熱繼電器的輔助點11、12後接電源N端。指示燈HR3、HR4的2腳接電源N端， 指示燈HR3、HR4的1腳分別接接觸器的12和14端。所述RTUl模塊、RTU2模塊和軟啟動控制器通過串口總線(3)與IXD觸摸式平板電腦相連並通訊。GPRS模塊( 可通過乙太網口或串口與平板電腦通訊，上傳下達數據。 RTUl模塊為模擬量輸入輸出模塊、RTU2為開關量輸入輸出模塊，RTUl模塊可接主機溫度傳感器、上、下遊水位傳感器、雨量傳感器、水泵流量傳感器等。RTU2模塊輸出控制泵站的冷卻水泵、進出水間門、油泵、清汙機、控制開關等。本發明在LCD觸摸式平板電腦上裝有嵌入式控制和管理程序，通過控制和管理程序組態實現自動化控制和信息化管理。所述IXD觸摸式平板電腦為市售7寸屏，型號PUPC_L70A ；所述RTUl模塊為市售數字量輸入輸出模塊，型號MPC8-1DI/D0 ；所述RTU2模塊為市售模擬量輸入輸出模塊， 型號MPC8-3AI/A0 ；所述GPRS模塊是市售基於移動GPRS數據網絡通訊的終端產品，型號 H7210。所述軟啟動控制器(5)採用市售型號MMC Soft軟啟動控制器。一種泵站電氣信息化自控專用裝置設計合理、結構緊湊，將中小型泵站自動化和信息化所需的主要設備進行簡化集成，使得一套或幾套相同裝置的組合就可實現中小型泵站的自動化控制和信息化管理。本發明一種泵站電氣信息化自控專用裝置集成了泵站電氣主迴路及二次迴路，軟啟、軟停及調功節能，主設備保護及泵站各種運行參數檢測，輔助設備的控制及保護，各種泵站運行參數信息的儲存及遠傳，遠程指令的接受及執行。通過有線或無線通信網絡將泵站信息傳輸到管理中心或接受管理中心的指令，實現多泵站群控運行，無人值守。本發明產品可以廣泛應用於中小型排澇泵站、灌溉泵站、排灌結合泵站、供水泵站和排汙泵站的電氣、自動化控制及信息化管理。
圖1是本發明電子原理示意圖。圖2是圖1本發明電子原理的二次迴路放大圖。附圖1中標記說明1、LCD觸摸式平板電腦，2、GPRS模塊，3、串口總線，4、RTU模塊，5、軟啟動控制器，6、模擬量傳感器或執行器，7、開關量採集及控制，8、電氣主迴路，9、 電氣控制迴路。附圖1中標記說明HR1、HR2、HR3、HR4為指示燈，SBl為雙常開按鈕，SB2為自鎖常開按鈕，SB2為雙常閉按鈕，KAU KA2、KA3為中間繼電器，KMl為接觸器。QF3為小型2P 斷路器。具體實施方法
以下結合說明書附圖1、2對本發明進行詳細說明，並給出具體實施方法。參照附圖1、2，一種泵站電氣信息化自控專用裝置包括電氣主迴路(8)、二次迴路 (9)、IXD觸摸式平板電腦、RTUl模塊、RTU2模塊以及GPRS遠傳模塊，用於泵站主機的電氣及輔機的信息化採集及控制。
電氣主迴路(8)包括隔離開關QS、斷路器QF1、軟起動控制器(5)、接觸器KM1。隔離開關QS下端接斷路器QFl，斷路器QFl以下接軟啟動控制器(5 )和接觸器KMl，軟啟動控制器(5)上端和接觸器KMl上端相連接，軟啟動控制器(5)下端和接觸器KMl下端相連接， 軟啟動控制器(5)和接觸器KMl並聯連接後下端接熱繼電器RGl的上端，熱繼電器RGl下端為出線，熱繼電器RGl下端與三相電機相連。二次迴路(9)包括指示燈、按鈕、中間繼電器、接觸器輔助觸點及軟啟動控制器 (5)組成。單相斷路器QF3接控制迴路電源。指示燈HR1、HR2的1腳，自鎖按鈕SB2的23 腳，中間繼電器KAl常閉點2腳，中間繼電器KA2線包13腳，接觸器輔助觸點11、13、15腳， 中間繼電器KA2的8腳，KA3的5、8腳以及按鈕SBl的23腳統一連接到電源L端。指示燈 HRl的2腳以及自鎖按鈕SB2的M腳串接中間繼電器的13、14腳後接電源N端。中間繼電器KAl的常閉點10腳接啟動按鈕SBl和停止按鈕的STl的11腳。啟動按鈕SBl的12腳、 停止按鈕的STl的12腳、中間繼電器KAl的13腳、接觸器輔助點16腳、指示燈HR2的2腳接軟啟動控制器(5)的輸入輸出。啟動按鈕SBl的對腳與中間繼電器的9腳短接後串接停止按鈕STl的23，STl的M腳再串接中間繼電器KAl的5腳，KAl的9腳再串接KA3的13 腳後KAl的14腳接電源的N端。中間繼電器的HA2、KA3的12腳短接後串接接觸器的線包 A1、A2後再串接熱繼電器的輔助點11、12後接電源N端。指示燈HR3、HR4的2腳接電源N 端，指示燈HR3、HR4的1腳分別接接觸器的12和14端。所述RTU 1模塊、RTU 2模塊和軟啟動控制器通過串口總線( 與IXD觸摸式平板電腦相連並通訊。所述GPRS模塊( 可通過乙太網口或串口與平板電腦通訊，上傳下達數據。所述RTUl模塊為模擬量輸入輸出模塊、RTU2為開關量輸入輸出模塊，所述RTUl模塊可接主機溫度傳感器、上、下遊水位傳感器、雨量傳感器、水泵流量傳感器等。所述RTU2模塊輸出控制泵站的冷卻水泵、進出水閘門、油泵、清汙機、控制開關等。本發明在LCD觸摸式平板電腦上裝有嵌入式控制和管理程序，通過控制和管理程序組態實現自動化控制和信息化管理。所述IXD觸摸式平板電腦為7寸屏，型號PUPC-L70A;所述RTUl模塊為市售數字量輸入輸出模塊，型號MPC8-1DI/D0 ；所述RTU2模塊為市售模擬量輸入輸出模塊，型號MPC8-3AI/A0 ；所述GPRS模塊是市售基於移動GPRS數據網絡通訊的終端產品，型號 H7210。所述軟啟動控制器(5)採用市售型號MMC Soft軟啟動控制器。如圖1所示，主迴路由隔離開關QS、斷路器QF1、軟啟動控制器(5)、接觸器猢1、熱繼電器RGl組成，隔離開關主要在維修時起隔離電源的作用。運行時隔離開關QS和斷路器QFl合閘，軟啟動控制器( 得電。二次迴路即控制迴路由按鈕、指示燈、中間繼電器、接觸器輔助觸點及軟啟動控制器組成，如圖2所示。附圖2中，QF3合閘，HRl電源指示燈亮 (迴路11)，控制迴路得電。軟啟動控制器(5)採集啟動按鈕和停止按鈕狀態(迴路13)， 當啟動按鈕按下時軟啟動軟控制(5)輸出端電壓緩慢上升，電機由於電壓緩慢上升電機轉速也緩慢上升，從而達到軟起的目的。啟動結束時軟啟動控制KA2吸合，同時KMl吸合(迴路19)，電機正常運行。停止按鈕按下時，軟啟動控制器(5)控制輸出端電壓緩慢下降，同時控制KA2斷開，由於電機電壓緩慢下降，電機轉速也隨之下降直到停止，從而達到軟停的目的。由於軟啟動控制器(5)自身帶有電氣參數檢測功能，不管啟動還是停止或運行都能正確檢測出電機的各項運行參數，包括三相電流、三相電壓、功率、功率因數、頻率等。軟啟動
5自身時刻監視電機的運行狀態，當電機出現故障時，軟啟動會自動控制KA2斷開，KA2再控制接觸器KMl斷開使電機斷電，從而保護電機，同時軟啟動控制故障指示燈HR2等得電(迴路 17)。作為本發明的優選特點，當軟啟動自身故障時，還可以通過啟停電機。附圖2中自鎖按鈕SB2按下並自鎖時，繼電器KAl得電(迴路12)，軟啟動啟停按鈕失效(迴路13)。 此時備用啟停迴路(迴路18)中KAl觸點閉合，使得備用啟停有效。啟動按鈕SBl按下時繼電器KA3線包得電，KA3的觸點(5、9)閉合使得KA3長期得電，接觸器KMl也吸合(迴路 19)，電機全壓運行，直到STl停止按鈕按下或熱繼電器RGl動作，KA3及接觸器KMl斷開。 熱繼電器此時對電機實現保護。附圖1中RTU模塊採集泵站現場的各種傳感器(6、7)信號，比如主機溫度、上下遊水位、閘門狀態、閘門高度等。RTU模塊本省對以上信號進行濾波處理並轉化為實際工程量和狀態量。同時對需要調節的量進行控制。觸摸式平板電腦(1)與軟啟動控制器和RTU模塊通過串口總線C3)通訊，將軟啟動和RTU模塊採集的電機運行狀態、電氣參數讀到平板電腦上進一步處理，形成整個泵站的運行信息，同時根據泵站運行的要求自動計算處理，自動對軟啟動控制器和RTU模塊下達自動控制命令。從而實現整個泵站的自動化運行。安裝於平板上的嵌入式軟體對採集的數據進行分類處理、形成各類報表、曲線、報警記錄和歷史數據供用戶隨時查詢。從而實現泵站的信息化管理。附圖1中DTU模塊O)為GPRS遠程通訊模塊直接與平板電腦相連將泵站的運行數據上傳至遠程調度中心，並接受遠程調度指令實現泵站的遠程控制。以上具體實施案列均集成在一臺開關櫃內，從以上可以看出，一套或多套本發明裝置可以實現整個中小型泵站的電氣、信息化以及自動化控制。本發明一種泵站電氣信息化自控專用裝置的特徵在於將泵站電氣主迴路及二次迴路、軟啟、軟停及調功節能、主設備保護及泵站各種運行參數檢測、輔助設備的控制及保護等等集成在一個開關櫃內。並可以通過有線或無線通信網絡將泵站信息傳輸到管理中心或接受管理中心的指令，實現多泵站群控運行，無人值守。本發明一種泵站電氣信息化自控專用裝置，開關內帶有裝著嵌入式工控軟體的觸摸式平板電腦。本發明一種泵站電氣信息化自控專用裝置另一個特徵在於當軟啟動控制器自身故障導致無法實現軟啟軟停時，緊急啟停迴路還可以對泵站主機進行直接啟停控制。本發明一種泵站電氣信息化自控專用裝置另一個特徵在於裝有GPRS遠程DTU通訊模塊，能過實時上傳泵站運行數據，並接受遠程調度中心下達的調度命令。
權利要求
1.一種泵站電氣信息化自控專用裝置，其特徵在於包括電氣主迴路(8)、二次迴路 (9)、LCD觸摸式平板電腦、RTUl模塊、RTU2模塊以及GPRS遠傳模塊；電氣主迴路(8)包括隔離開關QS、斷路器QF1、軟起動器(5)、接觸器KMl ；隔離開關QS 下端接斷路器QFl，路器QFl以下接軟啟動控制器(5 )和接觸器KMl，軟啟動控制器(5 )上端和接觸器KMl上端相連接，軟啟動控制器(5)下端和接觸器KMl下端相連接，軟啟動控制器 (5)和接觸器KMl並聯連接後下端接熱繼電器RGl的上端，熱繼電器RGl下端與三相電機相連；二次迴路(9)包括指示燈、按鈕、中間繼電器、接觸器輔助觸點及軟啟動控制器組成； 單相斷路器QF3接控制迴路電源，指示燈HR1、HR2的1腳，自鎖按鈕SB2的23腳，中間繼電器KAl常閉點2腳，中間繼電器KA2線包13腳，接觸器輔助觸點11、13、15腳，中間繼電器 KA2的8腳，KA3的5、8腳以及按鈕SBl的23腳統一連接到電源L端；指示燈HRl的2腳以及自鎖按鈕M腳串接中間繼電器的13、14腳後接電源N端，中間繼電器KAl的常閉點10腳接啟動按鈕SBl和停止按鈕的STl的11腳，啟動按鈕SBl的12腳、停止按鈕的STl 的12腳、中間繼電器KAl的13腳、接觸器輔助點16腳、指示燈HR2的2腳接軟啟動控制器的輸入輸出，啟動按鈕SBl的M腳與中間繼電器的9腳短接後串接停止按鈕STl的23，STl 的M腳再串接中間繼電器KAl的5腳，KAl的9腳再串接KA3的13腳後KAl的14腳接電源的N端，中間繼電器的HA2、KA3的12腳短接後串接接觸器的線包A1、A2後再串接熱繼電器的輔助點11、12後接電源N端，指示燈HR3、HR4的2腳接電源N端，指示燈HR3、HR4的1 腳分別接接觸器的12和14端；所述RTUl模塊、RTU2模塊和軟啟動控制器通過串口總線( 與IXD觸摸式平板電腦相連並通訊，GPRS模塊( 可通過乙太網口或串口與平板電腦通訊，上傳下達數據。
2.根據權利要求1所述的一種泵站電氣信息化自控專用裝置，其特徵在於所述RTUl 模塊為模擬量輸入輸出模塊、RTU2為開關量輸入輸出模塊，RTUl模塊連接主機溫度傳感器、上、下遊水位傳感器、雨量傳感器、水泵流量傳感器；所述RTU2模塊輸出連接控制泵站的冷卻水泵、進出水閘門、油泵、清汙機、控制開關。
3.根據權利要求1所述的一種泵站電氣信息化自控專用裝置，其特徵在於所述LCD 觸摸式平板電腦為7寸屏，型號為PUPC-L70A。
4.根據權利要求1所述的一種泵站電氣信息化自控專用裝置，其特徵在於所述RTUl 模塊為數字量輸入輸出模塊，型號為MPC8-1DI/D0。
5.根據權利要求1所述的一種泵站電氣信息化自控專用裝置，其特徵在於所述RTU2 模塊為模擬量輸入輸出模塊，型號為MPC8-3AI/A0。
6.根據權利要求1所述的一種泵站電氣信息化自控專用裝置，其特徵在於所述GPRS 模塊是基於移動GPRS數據網絡通訊的終端產品，型號為H7210。
7.根據權利要求1所述的一種泵站電氣信息化自控專用裝置，其特徵在於所述軟啟動控制器採用型號為MMC Soft軟啟動控制器。
全文摘要
本發明一種泵站電氣信息化自控專用裝置涉及中小型泵站電氣及自動化控制，信息化採集及處理裝置，應用於中小型排澇泵站、灌溉泵站、排灌結合泵站、供水泵站和排汙泵站的電氣、自動化控制及信息化管理。包括電氣主迴路(8)、二次迴路(9)、LCD觸摸式平板電腦、RTU1模塊、RTU2模塊以及GPRS遠傳模塊；電氣主迴路(8)包括隔離開關QS、斷路器QF1、軟起動器(5)、接觸器KM1；隔離開關QS下端接斷路器QF1，斷路器QF1以下接軟啟動控制器(5)和接觸器KM1，軟啟動控制器(5)和接觸器KM1並聯連接後下端接熱繼電器RG1的上端，熱繼電器RG1下端與三相電機相連；二次迴路(9)包括指示燈、按鈕、中間繼電器、接觸器輔助觸點及軟啟動控制器組成。
文檔編號F04B49/06GK102392815SQ20111038608
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月29日 優先權日2011年11月29日
發明者宋成法, 顏愛忠 申請人:江蘇科工科技有限公司