CN104267657B - 含液力耦合器的水雾化系统高压泵控制电路及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含液力耦合器的水雾化系统高压泵控制电路，包括设在高压泵电机主回路上的控制回路，所述控制回路包括并联的PLC电源分电路、开关量输入分电路、开关量输出分电路和执行器电源分电路，各分电路与控制回路主电路上分别设断路器，其供电电源为220V单相交流电源。控制方法为：1)切换到自动控制状态；2)启动辅助油泵；3)启动高压电机；4)调整液力耦合器输出；5)按高压泵停止按钮，系统停车。与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用PLC对水雾化系统的高压泵、辅助油泵及液力耦合器的工作过程进行逻辑控制，实现高压电机与高压泵之间柔性输出及雾化水压调整过程，减少对设备的损害，降低操作难度，保证系统安全可靠运行。

Description

含液力耦合器的水雾化系统高压泵控制电路及控制方法

技术领域

本发明涉及粉末冶金水雾化系统设备控制领域，尤其涉及一种含液力耦合器的水雾化系统高压泵控制电路及控制方法。

背景技术

高压泵是粉末冶金水雾化系统的核心设备，常规水雾化系统中高压泵与高压电机直接连接，该系统的工作过程是：1)系统启动时先启动稀油站油泵电机来保证高压电机与高压泵的轴瓦供油，由操作者确认高压电机与高压泵的轴瓦供油正常；2)高压泵电机启动；3)高压泵电机停机；4)稀油站油泵电机停机。

由于该系统为高压水泵满载启动，电机启动电流大，而且高压电机每次启动都存在轴向移动，因此该系统不适合频繁启动，而正常生产时每次雾化时间为40分钟左右，再加上雾化系统检查等步骤，每日高压泵系统需启停20次左右。由于系统启动频繁，高压泵的泵轴每次启动时都会受到电机轴的轴向冲击，所以在以往的生产过程中经常出现高压电机转子结构损坏、高压电机自燃、泵的轴瓦平衡盘损坏等问题。

另外该系统的高压泵雾化水压恒定不变即不可调的，不能满足实际生产的需要。随着生产规模的扩大，所生产的铁粉品种不断增加，需要使用不同型号的喷嘴，雾化水压也必须随喷嘴变化。

根据实际生产需要我们对水雾化系统进行了改造，在高压泵与高压电机之间增加了液力耦合器，克服了以上缺点，同时实现了雾化水压可调。但改造后的系统工作过程十分复杂，需要如下步骤：1)启动液力耦合器辅助油泵，由操作者来确认高压电机与高压泵的轴瓦供油正常；2)调整液力耦合器输出装置使输出为最小；3)启动高压电机，确认液力偶合器工作正常、油压正常；4)关闭辅助油泵；5)根据雾化喷嘴要求调整液力耦合器输出装置保证雾化水压达到工艺要求；6)工作结束停止高压电机；7)马上启动辅助油泵并在运行5分钟后停止。

以上过程要求操作者操作时准确无误，因此操作难度较大，一旦操作不及时或误操作将影响系统的安全运行。

发明内容

本发明提供了一种含液力耦合器的水雾化系统高压泵控制电路及控制方法，采用PLC对系统的工作过程进行逻辑控制，降低操作难度，提高操作准确度，保证系统安全可靠运行。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

含液力耦合器的水雾化系统高压泵控制电路，包括设在高压泵电机主回路上的控制回路，所述控制回路包括并联的PLC电源分电路、开关量输入分电路、开关量输出分电路和执行器电源分电路，各分电路与控制回路主电路上分别设断路器，其供电电源为220V单相交流电源。

所述PLC型号为LOGO！230RC，其扩展模块型号为LOGO！DM8 230R。

所述PLC电源分电路的火线接PLC及其扩展模块的电源输入端，零线接PLC及其扩展模块的电源接地端。

所述开关量输入分电路包括辅助油泵起动按钮、辅助油泵停止按钮、高压泵起动按钮、高压泵停止按钮、电动执行器、油压表、紧急停车按钮、高压泵运行信号常开开关和操作系统自动/手动切换开关；其中辅助油泵起动按钮、辅助油泵停止按钮、高压泵起动按钮和高压泵停止按钮一端连接火线，另一端分别连接PLC的I1～I4输入端；电动执行器的第11脚和第12脚分别通过隔离变压器连接执行器电源分电路的零线和火线，电动执行器的第9脚通过熔断器连接执行器状态显示仪的第4脚，执行器状态显示仪的第21脚连接火线，第22脚连接PLC的I5输入端；执行器状态显示仪的第15脚通过熔断器和工作停止转换开关连接火线，执行器状态显示仪的第16脚接地；电动执行器的第10脚连接执行器状态显示仪的第5脚，电动执行器的第7脚连接执行器控制器的第16脚，电动执行器的第8脚通过熔断器连接执行器控制器的第17脚，执行器控制器的第19脚连接执行器转速表的第23脚，执行器控制器的第20脚接地；执行器转速表的第1脚和第2脚分别连接磁脉冲探头的两端；油压表的第21脚连接火线，第22脚连接PLC的I6输入端；紧急停车按钮、高压泵运行信号常开开关和操作系统自动/手动切换开关一端连接火线，另一端分别连接PLC的I7～I9输入端。

所述电动执行器型号为DKJ-210S。

所述开关量输出分电路包括辅助油泵接触器、辅助油泵起动指示灯、辅助油泵停止指示灯、高压泵起动指示灯、高压泵停止指示灯、紧急停车灯、系统油压正常指示灯和油压过低指示灯；其中辅助油泵接触器一端通过过热继电器常闭接点连接零线，另一端连接PLC的Q1输出端，辅助油泵起动指示灯和辅助油泵停止指示灯的一端连接零线，另一端通过联动开关连接；高压泵起动指示灯、高压泵停止指示灯、紧急停车灯、系统油压正常指示灯和油压过低指示灯的一端连接零线，另一端分别连接PLC的Q2～Q6输出端。

所述执行器电源分电路的零线通过隔离变压器连接电动执行器的第11脚，火线通过隔离变压器和熔断器连接电动执行器的第12脚。

基于含液力耦合器的水雾化系统高压泵控制电路的控制方法，包括如下步骤：

1)系统切换到自动控制状态；

2)启动辅助油泵，由操作者确认高压电机与高压泵的轴瓦供油正常，油压≥0.05MPa；

3)启动高压电机，系统调整液力耦合器开度小于6％，高压电机启动3分种后系统自动关闭辅助油泵；

4)根据需要调整液力耦合器输出，保证雾化压力达到工艺要求，雾化压力为130～150MPa；

5)雾化生产结束时，按高压泵停止按钮，系统自动运行辅助油泵，5分钟后停车。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用PLC对水雾化系统的高压泵、辅助油泵及液力耦合器的工作过程进行逻辑控制，实现高压电机与高压泵之间柔性输出及雾化水压调整过程，保证各设备之间的启动停止良性衔接，减少对设备的损害，降低操作难度，提高操作准确度，保证系统安全可靠运行。

附图说明

图1是本发明所述控制电路的主电路图。

图2是本发明所述控制电路的开关量输入分电路图。

图3是本发明所述控制电路的开关量输出分电路图。

图4是本发明所述控制电路的逻辑电路图。

图5是本发明所述控制电路的工作过程及原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

见图1-图3，是本发明所述控制电路的电路示意图，本发明含液力耦合器的水雾化系统高压泵控制电路，包括设在高压泵电机主回路上的控制回路，所述控制回路包括并联的PLC电源分电路、开关量输入分电路、开关量输出分电路和执行器电源分电路，各分电路与控制回路主电路上分别设断路器，其供电电源为220V单相交流电源。

所述PLC型号为LOGO！230RC，其扩展模块型号为LOGO！DM8 230R。

所述PLC电源分电路的火线接PLC及其扩展模块的电源输入端，零线接PLC及其扩展模块的电源接地端。

所述开关量输入分电路包括辅助油泵起动按钮、辅助油泵停止按钮、高压泵起动按钮、高压泵停止按钮、电动执行器、油压表、紧急停车按钮、高压泵运行信号常开开关和操作系统自动/手动切换开关；其中辅助油泵起动按钮、辅助油泵停止按钮、高压泵起动按钮和高压泵停止按钮一端连接火线，另一端分别连接PLC的I1～I4输入端；电动执行器的第11脚和第12脚分别通过隔离变压器连接执行器电源分电路的零线和火线，电动执行器的第9脚通过熔断器连接执行器状态显示仪的第4脚，执行器状态显示仪的第21脚连接火线，第22脚连接PLC的I5输入端；执行器状态显示仪的第15脚通过熔断器和工作停止转换开关连接火线，执行器状态显示仪的第16脚接地；电动执行器的第10脚连接执行器状态显示仪的第5脚，电动执行器的第7脚连接执行器控制器的第16脚，电动执行器的第8脚通过熔断器连接执行器控制器的第17脚，执行器控制器的第19脚连接执行器转速表的第23脚，执行器控制器的第20脚接地；执行器转速表的第1脚和第2脚分别连接磁脉冲探头的两端；油压表的第21脚连接火线，第22脚连接PLC的I6输入端；紧急停车按钮、高压泵运行信号常开开关和操作系统自动/手动切换开关一端连接火线，另一端分别连接PLC的I7～I9输入端。

所述电动执行器型号为DKJ-210S。

所述开关量输出分电路包括辅助油泵接触器、辅助油泵起动指示灯、辅助油泵停止指示灯、高压泵起动指示灯、高压泵停止指示灯、紧急停车灯、系统油压正常指示灯和油压过低指示灯；其中辅助油泵接触器一端通过过热继电器常闭接点连接零线，另一端连接PLC的Q1输出端，辅助油泵起动指示灯和辅助油泵停止指示灯的一端连接零线，另一端通过联动开关连接；高压泵起动指示灯、高压泵停止指示灯、紧急停车灯、系统油压正常指示灯和油压过低指示灯的一端连接零线，另一端分别连接PLC的Q2～Q6输出端。

所述执行器电源分电路的零线N4通过隔离变压器T1连接电动执行器的第11脚，火线L4通过隔离变压器T1和熔断器FU7连接电动执行器的第12脚。

见图4，是本发明所述控制电路的逻辑电路图；见图5，是本发明所述控制电路的工作过程及原理框图。采用PLC控制后，系统操作过程大大简化，并可防止误操作现象发生。

基于含液力耦合器的水雾化系统高压泵控制电路的控制方法，包括如下步骤：

1)系统切换到自动控制状态；

2)启动辅助油泵，由操作者确认高压电机与高压泵的轴瓦供油正常，油压≥0.05MPa；

3)启动高压电机，系统调整液力耦合器开度小于6％，高压电机启动3分种后系统自动关闭辅助油泵；

4)根据需要调整液力耦合器输出，保证雾化压力达到工艺要求，雾化压力为130～150MPa；

5)雾化生产结束时，按高压泵停止按钮，系统自动延时5分钟后停车。

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

【实施例1】

如图1所示，是本实施例的主电路图。380V三相交流电源的火线L1、L2和L3通过隔离开关、交流油泵断路器、交流接触器与热断电器连接1#油泵电机，隔离开关与交流油泵断路器之间的三条通路上还分别设有电流表、电流互感器及外接的线电压转换开关，线电压转换开关前设熔断器。

在三相交流电源的相线L1和中性线N之间引出220V单相交流电源，即火线X1和零线N，控制回路包括并联在火线X1和零线N之间的PLC电源分电路、开关量输入分电路、开关量输出分电路和执行器电源分电路，其中PLC电源分电路上设断路器Z2，其火线L1接PLC及其扩展模块的电源输入端L1，零线N1接PLC及其扩展模块的电源接地端N。

如图2所示，开关量输入分电路包括辅助油泵起动按钮1QA、辅助油泵停止按钮1TA、高压泵起动按钮2QA、高压泵停止按钮2TA、电动执行器、油压表XB2、紧急停车按钮JTA、高压泵运行信号常开开关和操作系统自动/手动切换开关ZH2；其中辅助油泵起动按钮1QA、辅助油泵停止按钮1TA、高压泵起动按钮2QA和高压泵停止按钮2TA一端连接火线L2，另一端分别连接PLC的I1～I4输入端；电动执行器的第11脚和第12脚分别通过隔离变压器T1连接执行器电源分电路的零线N4和火线L4，电动执行器的第9脚通过熔断器FU6连接执行器状态显示仪XB1的第4脚，执行器状态显示仪XB1的第21脚连接火线L2，第22脚连接PLC的I5输入端；执行器状态显示仪XB1的第15脚通过熔断器FU4和工作停止转换开关ZH1连接火线L2，执行器状态显示仪XB1的第16脚接地；电动执行器的第10脚连接执行器状态显示仪XB1的第5脚，电动执行器的第7脚连接执行器控制器XB11的第16脚，电动执行器的第8脚通过熔断器FU5连接执行器控制器XB11的第17脚，执行器控制器的第19脚连接执行器转速表XB12的第23脚，执行器控制器的第20脚接地；执行器转速表XB12的第1脚和第2脚分别连接磁脉冲探头的两端；油压表XB2的第21脚连接火线L2，第22脚连接PLC的I6输入端；紧急停车按钮JTA、高压泵运行信号常开开关和操作系统自动/手动切换开关ZH2一端连接火线L2，另一端分别连接PLC的I7～I9输入端。

如图3所示，开关量输出分电路包括辅助油泵接触器、辅助油泵起动指示灯D2、辅助油泵停止指示灯D5、高压泵起动指示灯D1、高压泵停止指示灯D4、紧急停车灯D6、系统油压正常指示灯D3和油压过低指示灯D7；其中辅助油泵接触器一端通过过热继电器常闭接点连1FR接零线N3，另一端连接PLC的Q1输出端，辅助油泵起动指示灯D2和辅助油泵停止指示灯D5的一端连接零线N3，另一端通过联动开关连接；高压泵起动指示灯D1、高压泵停止指示灯D4、紧急停车灯D6、系统油压正常指示灯D3和油压过低指示灯D7的一端连接零线N3，另一端分别连接PLC的Q2～Q6输出端。

本实施例中，系统的操作过程如下：

1)系统切换到自动控制状态；

2)启动辅助油泵，由操作者确认高压电机与高压泵的轴瓦供油正常，油压≥0.05MPa；

3)启动高压电机，系统调整液力耦合器开度小于6％，高压电机启动3分种后系统自动关闭辅助油泵；

4)根据需要调整液力耦合器输出，保证雾化压力达到工艺要求，雾化压力为130～150MPa；

5)雾化生产结束时，按高压泵停止按钮，系统自动延时5分钟后停车。

本实施例中通过PLC控制系统及现场人员配合，系统完成的实际工作过程如下：

1)检查高压电机、液力偶合器、高压泵是否连接正常；

2)检查高压电机、液力偶合器、高压泵及之间传动系统安全罩是否就位；

3)检查高压柜确认上隔离开关在合位上；

4)检查液力偶合器油位是否在最小液面以上；

5)启动辅助油泵、确认系统油压是否大于0.05MPa；

6)调整液力偶合器执行器，使偶合器开度小于6％；

7)检查高压电机、高压泵轴瓦供油管道，由操作人员从油观察孔观察确认供油状态是否正常；

8)确认高压泵水系统中的进水阀、出水阀、平衡水阀、密封保护水阀是否在开位，打开进水管的排气阀排气；

9)按所使用雾化喷嘴的位置要求调整高压泵，使得供水系统各个阀门状态相对应；

10)启动系统自动开关、启动高压电机；

11)按雾化工艺压力在150～130MPa之间的要求调整液力偶合器执行器，使高压泵系统的水压保持在雾化所需的工艺压力；

12)系统正常运行后，间隔半小时巡查液力偶合器的油压、高压电机、高压泵轴瓦油温度，保证油温小于70℃；

13)确认雾化生产结束后，停止高压电机，系统自动延时5分钟后停车；

14)确认系统停止运行后，调整各个系统恢复初始状态。

Claims (7)

1.含液力耦合器的水雾化系统高压泵控制电路，其特征在于，包括设在高压泵电机主回路上的控制回路，所述控制回路包括并联的PLC电源分电路、开关量输入分电路、开关量输出分电路和执行器电源分电路，各分电路与控制回路主电路上分别设断路器，其供电电源为220V单相交流电源；

所述开关量输入分电路包括辅助油泵起动按钮、辅助油泵停止按钮、高压泵起动按钮、高压泵停止按钮、电动执行器、油压表、紧急停车按钮、高压泵运行信号常开开关和操作系统自动/手动切换开关；其中辅助油泵起动按钮、辅助油泵停止按钮、高压泵起动按钮和高压泵停止按钮一端连接火线，另一端分别连接PLC的I 1～I4输入端；电动执行器的第11脚和第12脚分别通过隔离变压器连接执行器电源分电路的零线和火线，电动执行器的第9脚通过熔断器连接执行器状态显示仪的第4脚，执行器状态显示仪的第21脚连接火线，第22脚连接PLC的I5输入端；执行器状态显示仪的第15脚通过熔断器和工作停止转换开关连接火线，执行器状态显示仪的第16脚接地；电动执行器的第10脚连接执行器状态显示仪的第5脚，电动执行器的第7脚连接执行器控制器的第16脚，电动执行器的第8脚通过熔断器连接执行器控制器的第17脚，执行器控制器的第19脚连接执行器转速表的第23脚，执行器控制器的第20脚接地；执行器转速表的第1脚和第2脚分别连接磁脉冲探头的两端；油压表的第21脚连接火线，第22脚连接PLC的I6输入端；紧急停车按钮、高压泵运行信号常开开关和操作系统自动/手动切换开关一端连接火线，另一端分别连接PLC的I7～I9输入端。

2.根据权利要求1所述的含液力耦合器的水雾化系统高压泵控制电路，其特征在于，所述PLC型号为LOGO！230RC，其扩展模块型号为LOGO！DM8 230R。

3.根据权利要求1所述的含液力耦合器的水雾化系统高压泵控制电路，其特征在于，所述PLC电源分电路的火线接PLC及其扩展模块的电源输入端，零线接PLC及其扩展模块的电源接地端。

4.根据权利要求1所述的含液力耦合器的水雾化系统高压泵控制电路，其特征在于，所述电动执行器型号为DKJ-210S。

5.根据权利要求1所述的含液力耦合器的水雾化系统高压泵控制电路，其特征在于，所述开关量输出分电路包括辅助油泵接触器、辅助油泵起动指示灯、辅助油泵停止指示灯、高压泵起动指示灯、高压泵停止指示灯、紧急停车灯、系统油压正常指示灯和油压过低指示灯；其中辅助油泵接触器一端通过过热继电器常闭接点连接零线，另一端连接PLC的Q1输出端，辅助油泵起动指示灯和辅助油泵停止指示灯的一端连接零线，另一端通过联动开关连接；高压泵起动指示灯、高压泵停止指示灯、紧急停车灯、系统油压正常指示灯和油压过低指示灯的一端连接零线，另一端分别连接PLC的Q2～Q6输出端。

6.根据权利要求1所述的含液力耦合器的水雾化系统高压泵控制电路，其特征在于，所述执行器电源分电路的零线通过隔离变压器连接电动执行器的第11脚，火线通过隔离变压器和熔断器连接电动执行器的第12脚。

7.基于权利要求1所述的含液力耦合器的水雾化系统高压泵控制电路的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)系统切换到自动控制状态；

2)启动辅助油泵，由操作者确认高压电机与高压泵的轴瓦供油正常，油压≥0.05MPa；

3)启动高压电机，系统调整液力耦合器开度小于6％，高压电机启动3分种后系统自动关闭辅助油泵；

4)根据需要调整液力耦合器输出，保证雾化压力达到工艺要求，雾化压力为130～150MPa；

5)雾化生产结束时，按高压泵停止按钮，系统自动运行辅助油泵，5分钟后停车。