CN103967765B - 一种潜液泵的控制装置和潜液泵系统 - Google Patents
一种潜液泵的控制装置和潜液泵系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种潜液泵的控制装置和潜液泵系统，属于潜液泵领域。装置包括电源1、控制器2、比例阀放大器3、与比例阀放大器3连接的比例阀4、电磁阀5和内设电位计的手柄6。比例阀4和电磁阀5分别设于驱动潜液泵的液压马达的进油口和抽送液压油的液压泵的出油口的油路上。该装置还包括：电位计信号转换单元7、第一继电器、第二继电器、第三继电器、报警器件8和第一开关9。本发明的装置保证了潜液泵的可靠性；且该装置只需要增加少量的元件，简化了设备结构；对控制设备体积影响小，成本低，且易于安装维护。
Description
技术领域
本发明涉及潜液泵领域，特别涉及一种潜液泵的控制装置和潜液泵系统。
背景技术
潜液泵主要应用在FPSO（FloatingProductionStorageandOffloading，浮式储油卸油装置）、成品油船和化学品船等液货船上，用于将液货舱内的液货输送至外部。
为了保证潜液泵运行的可靠性，现在通常会设置两套相同的控制装置来实现，其中一套控制装置完成正常工作，另一套控制装置作为备份控制装置。当其中一套控制发生故障时，启动另一套控制装置控制潜液泵的运行。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：设置两套控制装置必然大大提高了设备总成本，而且设备结构复杂，安装维护成本也同时提高。
发明内容
为了节省设备总成本、简化设备结构和减少安装维护成本，本发明提供了一种潜液泵的控制装置和潜液泵系统。所述技术方案如下：
一方面，本发明提供了一种潜液泵的控制装置，包括电源、控制器、比例阀放大器、与所述比例阀放大器连接的比例阀、电磁阀和内设电位计的手柄；所述比例阀和所述电磁阀分别设于驱动所述潜液泵的液压马达的进油口和抽送液压油的液压泵的出油口的油路上，
所述装置还包括电位计信号转换单元、第一继电器、第二继电器、第三继电器、报警器件和第一开关；
所述第一继电器包括第一控制端和常闭触点，所述第一控制端连接在所述控制器的第一输出端和所述电源的负极之间，所述第一继电器的常闭触点和所述报警器件串联在所述电源的正负极之间；
所述第二继电器包括第二控制端、第一至第六常闭触点和第一至第六常开触点，所述第二控制端和所述第一开关串联在所述电源的正负极之间，
所述第三继电器包括第三控制端和常开触点，所述第三控制端连接在所述控制器的第二输出端和所述电源的负极之间；
所述第一常闭触点连接在所述控制器的第三输出端和所述比例阀放大器的第一输入端之间，所述第一常开触点连接在所述比例阀放大器的第一输入端和所述电位计信号转换单元的第一输出端之间，所述第二常闭触点连接在所述控制器的第四输出端和所述比例阀放大器的第二输入端之间，所述第二常开触点连接在所述比例阀放大器的第二输入端和所述电源的负极之间；所述电位计信号转换单元的第二输出端与所述电源的正极连接；
所述第三常开触点和所述电磁阀串联在所述电源的正负极之间，所述第三继电器的常开触点和所述第三常闭触点串联在所述电磁阀和所述电源的正极之间；
所述手柄通过所述第四至第六常闭触点与所述控制器连接，所述手柄通过所述第四至第六常开触点与所述电位计信号转换单元连接。
可选地，所述第四常闭触点连接在所述手柄的输入端与所述控制器的第五输出端之间，所述第五常闭触点连接在所述手柄的输出端与所述控制器的第一输入端之间，所述手柄的接地端通过所述第六常闭触点分别与所述控制器的接地端和所述控制器的第二输入端连接；
所述第四常开触点连接在所述手柄的输入端与所述电位计信号转换单元的第三输出端之间，所述第五常开触点连接在所述手柄的输出端与所述电位计信号转换单元的第一输入端之间，所述手柄的接地端通过所述第六常开触点分别与所述电位计信号转换单元的接地端和所述电位计信号转换单元的第二输入端连接。
可选地，所述报警器件为第一指示灯。
可选地，所述第二继电器还包括第七常开触点，所述装置还包括第二指示灯，所述第二指示灯和所述第七常开触点串联在所述电源的正负极之间。
可选地，所述装置还包括第二开关，所述第二开关设置在所述电源的正极和所述第三常开触点之间。
可选地，所述第一开关是钥匙开关。
可选地，所述第二开关是两档位选择开关。
可选地，所述控制器是可编程逻辑控制器。
可选地，所述第二继电器是中间继电器。
另一方面，本发明提供了一种潜液泵系统，包括控制装置和由所述控制装置控制运行的潜液泵，所述控制装置为前述装置。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过在潜液泵的控制装置中设置电位计信号转换单元、第一继电器、第二继电器、第三继电器、报警器件和第一开关；在控制器出现故障并输出低电平信号分别至第一继电器和第三继电器时，第三继电器的常开触点将断开电磁阀和电源的连接，电磁阀不得电阀口关闭，潜液泵停止运行；第一继电器在低电平信号下，其常闭触点闭合将接通报警器件和电源，报警器件得电后进行报警；操作人员在报警后闭合第一开关让第二继电器与电源接通；第二继电器得电后使比例阀放大器从与控制器接通切换至与电位计信号转换单元接通，保证在手柄输出电位计信号后比例阀得电将阀口打开；且第二继电器得电后，其常开触点将接通电磁阀和电源的连接，保证电磁阀得电，使潜液泵运行，从而保证了潜液泵的可靠性；且该装置只需要增加少量的元件，简化了设备结构；对控制设备体积影响小，成本低，且易于安装维护。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种潜液泵的控制装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种潜液泵系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
本发明实施例提供了一种潜液泵的控制装置，参见图1，该控制装置包括：
电源1、控制器2、比例阀放大器3、与比例阀放大器3连接的比例阀4、电磁阀5和内设电位计的手柄6。比例阀4和电磁阀5分别设于驱动潜液泵的液压马达的进油口和抽送液压油的液压泵的出油口的油路上。
该装置还包括：电位计信号转换单元7、第一继电器、第二继电器、第三继电器、报警器件8和第一开关9。
第一继电器包括第一控制端K1和常闭触点K1-1，第一控制端K1连接在控制器2的第一输出端和电源1的负极之间，第一继电器的常闭触点K1-1和报警器件8串联在电源1的正负极之间。
第二继电器包括第二控制端K3、第一至第六常闭触点和第一至第六常开触点。第二控制端K3和第一开关9串联在电源1的正负极之间。第三继电器包括第三控制端K2和常开触点K2-2，第三控制端K2连接在控制器2的第二输出端和电源1的负极之间。
第二继电器的第一常闭触点K3-1-1连接在控制器2的第三输出端和比例阀放大器3的第一输入端之间。第二继电器的第一常开触点K3-2-1连接在比例阀放大器3的第一输入端和电位计信号转换单元7的第一输出端之间。第二继电器的第二常闭触点K3-1-2连接在控制器2的第四输出端和比例阀放大器3的第二输入端之间。第二继电器的第二常开触点K3-2-2连接在比例阀放大器3的第二输入端和电源1的负极之间。电位计信号转换单元7的第二输出端与电源1的正极连接。
第二继电器的第三常开触点K3-2-3和电磁阀5串联在电源1的正负极之间。电磁阀5的一端与电源1的负极连接。第三继电器的常开触点K2-2和第二继电器的第三常闭触点K3-1-3串联在电磁阀5的另一端和电源1的正极之间。
手柄6通过第四至第六常闭触点K3-1-4，K3-1-5，K3-1-6与控制器2连接，手柄6通过第四至第六常开触点K3-2-4，K3-2-5，K3-2-6与电位计信号转换单元7连接。
其中，电源1为控制器2和比例阀放大器3供电。比例阀4分别与驱动潜液泵的液压马达的进油口和抽送液压油的液压泵的出油口连通，用于调节输至液压马达的液压油油量；电磁阀5分别与液压马达的进油口和液压泵的出油口连通，用于控制液压油路的通断。第二继电器的第一至第六常闭触点为联动的触点，同样的，第一至第六常开触点也为联动的触点。
具体地，控制器2内置故障检测单元，该故障检测单元能够检测控制器2是否出现故障，并在检测到控制器2出现故障时，输出低电平信号，在未检测到故障时，输出高电平信号。
具体地，控制器2输出模拟量的控制信号给比例阀放大器3（例如，控制器2的第三输出端输出正信号，控制器2的第四输出端输出负信号，或者，控制器2的第三输出端输出负信号，控制器2的第四输出端输出正信号）。比例阀放大器3把控制器2输出的模拟量控制信号按比例放大后，输出到比例阀4，用于驱动比例阀4的打开。比例阀4的开口即间接与控制器2输出的控制信号成比例关系，通常控制器2输出的模拟量信号为4-20mA的电流信号或0-10V的电压信号，比例阀4接受的驱动信号电流范围一般为0-800mA或0-1000mA。
具体地，电位计转换单元7的两个输出端与比例阀放大器3的两个输入端构成一个供电环路。参见图1，当第二继电器的联动触点从常闭触点转换为常开触点时，电源1正极连接到电位计转换单元7的第二输出端，电源1负极连接到比例阀放大器3的第二输入端，电位计转换单元3的第一输出端将连接到比例阀放大器3的第一输入端，这样即形成了一个闭合回路，比例阀放大器3将能够检测到该回路的控制电流大小。经过放大后，驱动比例阀4打开。
具体地，比例阀4的阀口大小决定输入至液压马达的液压油流量。并且，在比例阀4未得电时，阀口为关闭状态，液压泵抽送的液压油将无法流入液压马达；在比例阀4得电时，阀口为打开状态，液压泵抽送的液压油将流入液压马达。而在电磁阀5得电时，电磁阀5的阀口打开，使液压泵输出的液压油流入至液压马达，在电磁阀5不得电时，电磁阀5的阀口关闭，使液压泵输出的液压油无法输出至液压马达，液压马达和潜液泵停止转动。
其中，报警器件8可以是第一指示灯或声音报警设备。该第一指示灯得电后将被点亮，声音报警设备得电后将发出声音以报警。
其中，第二继电器的第四常闭触点K3-1-4连接在手柄6的输入端与控制器2的第五输出端之间，第二继电器的第五常闭触点K3-1-5连接在手柄6的输出端与控制器2的第一输入端之间，手柄6的接地端通过第二继电器的第六常闭触点K3-1-6连接分别与控制器2的接地端和控制器2的第二输入端连接。第二继电器的第四常开触点K3-2-4连接在手柄6的输入端与电位计信号转换单元7的第三输出端之间，第二继电器的第五常开触点K3-2-5连接在手柄6的输出端与电位计信号转换单元7的第一输入端之间，手柄6的接地端通过第二继电器的第六常开触点K3-2-6连接分别与电位计信号转换单元7的接地端和电位计信号转换单元7的第二输入端连接。
需要说明的是，在图1中，电位计转换单元7的接地端与电位计转换单元7的第二输入端为同一端。具体地，手柄6内设的电位计，其实质上类似一个滑动变阻器，该电位计一般包括输入端、输出端和接地端。输入端与接地端之间的电阻值为一个定值，输出端与接地端（或输入端，本实施例是以接地端为例）之间的电阻值随着手柄的转动而变化。假设从控制器2或电位计转换单元7输出10V电压至电位计的输入端，推动手柄6，检测输出端与接地端之间的电压（该电压介于0-10V之间），该电压即跟随手柄位置变化，即反映了手柄6输入的控制信号的大小。
下面结合图1描述本实施例的潜液泵的控制装置的工作过程（假设报警器件8为第一指示灯）。
假设控制器2正常工作且第一开关9为未闭合状态，控制器2将分别输出高电平信号至第一继电器的第一控制端K1和第三继电器的第三控制端K2（第一继电器和第三继电器得电），第一继电器的常闭触点K1-1为断开状态，第一指示灯与电源1断开，第一指示灯为熄灭状态。第三继电器的常开触点K2-2接通，电磁阀5与电源1接通，电磁阀5得电，电磁阀5阀口打开。同时，在第一开关9为未闭合状态时，第二继电器的第二控制端K3未与电源1接通，第二继电器的第一常闭触点K3-1-1和第二常闭触点K3-1-2接通，比例阀放大器3与控制器2电连接，比例阀4阀口打开。控制器2通过比例阀放大器3和比例阀4控制潜液泵的运行。并且，第二继电器的第四常闭触点K3-1-4、第五常闭触点K3-1-5和第六常闭触点K3-1-6接通，手柄6与控制器2连接。操作人员可以通过手柄6对控制器2进行控制，进而使得控制器2通过比例阀放大器3和比例阀4控制潜液泵的转速。
假设控制器2出现故障，控制器2将输出低电平信号至第一继电器的第一控制端K1和第三继电器的第三控制端K2（第一继电器和第三继电器不得电），第一继电器的常闭触点K1-1为接通状态，第一指示灯与电源1接通，第一指示灯点亮，提示操作人员控制器2发生故障。并且，一方面，控制器2无高电平信号输入至比例阀放大器3，比例阀4阀口关闭；另一方面，第三继电器的常开触点K2-2断开，电磁阀5与电源1断开，电磁阀5不得电阀口关闭；潜液泵停止运行。操作人员在第一指示灯点亮后合上第一开关9，第二继电器的第二控制端K3与电源1接通，第二继电器的第三常开触点K3-2-3接通，电磁阀5与电源1接通，电磁阀5重新得电将阀口打开。第二继电器的第一常开触点K3-2-1和第二常开触点K3-2-2接通，比例阀放大器3分别与电位计信号转换单元7和电源1电连接。第二继电器的第四常开触点K3-2-4、第五常开触点K3-2-5和第六常开触点K3-2-6接通，手柄6与电位计信号转换单元7连接。操作人员转动手柄6，改变手柄6中电位计的滑动触点的位置。电位计根据滑动触点的位置输出相应大小的电压信号。电位计信号转换单元7将电位计输出的电压信号转换为比例阀放大器3可以识别的电流信号。比例阀放大器3在电位计信号转换单元7输出的电流信号下将阀口打开并改变阀口大小，从而保证潜液泵运转和调速。
可选地，第二继电器还包括第七常开触点K3-2-7。参见图1，该装置还包括第二指示灯10。第二指示灯10和第二继电器的第七常开触点K3-2-7串联在电源1的正负极之间。在第一开关9闭合时，第二继电器的第七常开触点K3-2-7接通，第二指示灯10与电源1连通，第二指示灯10点亮，可以提示操作人员，启动了手柄-电位计信号转换单元控制潜液泵的方式。
可选地，参见图1，该装置还包括第二开关11。第二开关11设置在电源1的正极和第二继电器的第三常开触点K3-2-3之间。在第一开关9闭合时，由第二开关11决定是否让电磁阀5与电源1接通。操作人员只有闭合了第二开关11，才能让电磁阀5得电，进一步提示操作人员，启动了手柄控制潜液泵的方式。
可选地，第二继电器可以是中间继电器。
可选地，第一开关9可以是钥匙开关，第二开关11可以是两档位选择开关。
可选地，控制器2可以是PLC（ProgrammableLogicController，可编程逻辑控制器2）。
本发明实施例通过在潜液泵的控制装置中设置电位计信号转换单元、第一继电器、第二继电器、第三继电器、报警器件和第一开关；在控制器出现故障并输出低电平信号分别至第一继电器和第三继电器时，第三继电器的常开触点将断开电磁阀和电源的连接，电磁阀不得电阀口关闭，潜液泵停止运行；第一继电器在低电平信号下，其常闭触点将接通报警器件和电源，报警器件得电后进行报警；操作人员在报警后闭合第一开关让第二继电器与电源接通；第二继电器得电后使比例阀放大器从与控制器接通切换至与电位计信号转换单元接通，保证在手柄输出电位计信号后比例阀得电将阀口打开；且第二继电器得电后，其常开触点将接通电磁阀和电源的连接，保证电磁阀得电，使潜液泵运行，从而保证了潜液泵的可靠性；且该装置只需要增加少量的元件，简化了设备结构；对控制设备体积影响小，成本低，且易于安装维护。
实施例二
本发明实施例提供了一种潜液泵系统，参见图2，该潜液泵系统包括控制装置14和由该控制装置14控制运行的潜液泵15。
可选地，该控制装置14为图1显示的潜液泵的控制装置。该控制装置14的结构请参见本发明实施例一，在此不再赘述。
本发明实施例通过在潜液泵的控制装置中设置电位计信号转换单元、第一继电器、第二继电器、第三继电器、报警器件和第一开关；在控制器出现故障并输出低电平信号分别至第一继电器和第三继电器时，第三继电器的常开触点将断开电磁阀和电源的连接，电磁阀不得电阀口关闭，潜液泵停止运行；第一继电器在低电平信号下，其常闭触点将接通报警器件和电源，报警器件得电后进行报警；操作人员在报警后闭合第一开关让第二继电器与电源接通；第二继电器得电后使比例阀放大器从与控制器接通切换至与电位计信号转换单元接通，保证在手柄输出电位计信号后比例阀得电将阀口打开；且第二继电器得电后，其常开触点将接通电磁阀和电源的连接，保证电磁阀得电，使潜液泵运行，从而保证了潜液泵的可靠性；且该装置只需要增加少量的元件，简化了设备结构；对控制设备体积影响小，成本低，且易于安装维护。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种潜液泵的控制装置，包括电源(1)、控制器(2)、比例阀放大器(3)、与所述比例阀放大器(3)连接的比例阀(4)、电磁阀(5)和内设电位计的手柄(6)；所述比例阀(4)和所述电磁阀(5)分别设于驱动所述潜液泵的液压马达的进油口和抽送液压油的液压泵的出油口的油路上，其特征在于，
所述装置还包括电位计信号转换单元(7)、第一继电器、第二继电器、第三继电器、报警器件(8)和第一开关(9)；所述第一继电器包括第一控制端(K1)和常闭触点(K1-1)，所述第一控制端(K1)连接在所述控制器(2)的第一输出端和所述电源(1)的负极之间，所述第一继电器的常闭触点(K1-1)和所述报警器件(8)串联在所述电源(1)的正负极之间；所述第二继电器包括第二控制端(K3)、第一至第六常闭触点和第一至第六常开触点，所述第二控制端(K3)和所述第一开关(9)串联在所述电源(1)的正负极之间，所述第三继电器包括第三控制端(K2)和常开触点(K2-2)，所述第三控制端(K2)连接在所述控制器(2)的第二输出端和所述电源(1)的负极之间；
所述第一常闭触点(K3-1-1)连接在所述控制器(2)的第三输出端和所述比例阀放大器(3)的第一输入端之间，所述第一常开触点(K3-2-1)连接在所述比例阀放大器(3)的第一输入端和所述电位计信号转换单元(7)的第一输出端之间，所述第二常闭触点(K3-1-2)连接在所述控制器(2)的第四输出端和所述比例阀放大器(3)的第二输入端之间，所述第二常开触点(K3-2-2)连接在所述比例阀放大器(3)的第二输入端和所述电源(1)的负极之间；所述电位计信号转换单元(7)的第二输出端与所述电源(1)的正极连接；
所述第三常开触点(K3-2-3)和所述电磁阀(5)串联在所述电源(1)的正负极之间，所述第三继电器的常开触点(K2-2)和所述第三常闭触点(K3-1-3)串联在所述电磁阀(5)和所述电源(1)的正极之间；
所述手柄(6)通过所述第四至第六常闭触点(K3-1-4，K3-1-5，K3-1-6)与所述控制器(2)连接，所述手柄(6)通过所述第四至第六常开触点(K3-2-4，K3-2-5，K3-2-6)与所述电位计信号转换单元(7)连接。
2.根据权利要求1所述的潜液泵的控制装置，其特征在于，所述第四常闭触点(K3-1-4)连接在所述手柄(6)的输入端与所述控制器(2)的第五输出端之间，所述第五常闭触点(K3-1-5)连接在所述手柄(6)的输出端与所述控制器(2)的第一输入端之间，所述手柄(6)的接地端通过所述第六常闭触点(K3-1-6)分别与所述控制器(2)的接地端和所述控制器(2)的第二输入端连接；
所述第四常开触点(K3-2-4)连接在所述手柄(6)的输入端与所述电位计信号转换单元(7)的第三输出端之间，所述第五常开触点(K3-2-5)连接在所述手柄(6)的输出端与所述电位计信号转换单元(7)的第一输入端之间，所述手柄(6)的接地端通过所述第六常开触点(K3-2-6)分别与所述电位计信号转换单元(7)的接地端和所述电位计信号转换单元(7)的第二输入端连接。
3.根据权利要求1所述的潜液泵的控制装置，其特征在于，所述报警器件(8)为第一指示灯。
4.根据权利要求1所述的潜液泵的控制装置，其特征在于，所述第二继电器还包括第七常开触点(K3-2-7)，所述装置还包括第二指示灯(10)，所述第二指示灯(10)和所述第七常开触点(K3-2-7)串联在所述电源(1)的正负极之间。
5.根据权利要求1所述的潜液泵的控制装置，其特征在于，所述装置还包括第二开关(11)，所述第二开关(11)设置在所述电源(1)的正极和所述第三常开触点(K3-2-3)之间。
6.根据权利要求1-5任一项所述的潜液泵的控制装置，其特征在于，所述第一开关(9)是钥匙开关。
7.根据权利要求5所述的潜液泵的控制装置，其特征在于，所述第二开关(11)是两档位选择开关。
8.根据权利要求1-5任一项所述的潜液泵的控制装置，其特征在于，所述控制器(2)是可编程逻辑控制器。
9.根据权利要求1-5任一项所述的潜液泵的控制装置，其特征在于，所述第二继电器是中间继电器。
10.一种潜液泵系统，包括控制装置和由所述控制装置控制运行的潜液泵，其特征在于，所述控制装置为权利要求1-5任一项所述的潜液泵的控制装置。
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2014
- 2014-04-01 CN CN201410128952.1A patent/CN103967765B/zh active Active
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