CN109441569A - 节能全自动控制盘车机系统装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明节能全自动控制盘车机系统装置及其控制方法，包括人机交互系统(150)、中央控制系统(120)、变频节能驱动系统(110)、数据反馈系统(130)、现场执行电机及机构(140)，专用于水或油泵汽轮机组。通过采集水或油泵汽轮机组的轴系转速、油压、接合、脱开、锁定等参数形成闭环采样控制。当水或油泵汽轮机组停机时，本发明将动态接合带动轴系盘车，无需克服静摩擦力的冲击，提高了机组的使用寿命。本发明显示系统显示设备运行状态和事故报警，通过计算机系统在线诊断各类故障。本发明较传统盘车装置相比，避免传统盘车时引起的轴系弯曲而造成极大的经济损失。

Description

节能全自动控制盘车机系统装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及自动化控制技术领域，是一种节能全自动控制盘车机系统装置及其控制方法。

背景技术

我国目前盘车使用的具有螺旋轴的电动盘车装置或具有摆动齿轮的电动盘车装置，两种装置。原有的水泵汽轮机组的轴系在停机后必须在缓慢旋转的状态下降温，否则将会引起轴系弯曲，而盘车装置是在轴系完全停止后，由人工接合并启动。在启动之前，由人工停止并脱开。如果没有及时投入或者脱开盘车机，都将损坏轴系，进而导致发电机组不能运行，造成极大的经济损失。

发明内容

为了解决传动电动盘车机的问题，设计了一种节能全自动控制盘车系统装置及其控制方法。本发明有以下技术特征：

一种节能全自动控制盘车机系统装置，其特征是：包括人机交互系统150、中央控制系统120、变频节能驱动系统110、数据反馈系统130、现场执行电机及机构140；

通过所述人机交互系统150发出命令到中央控制系统120，中央控制系统120发出命令到变频节能驱动系统110，变频节能驱动系统110驱动变频节能驱动系统110；

数据反馈系统130在现场采集参数，数据反馈系统130将速度信号反馈到变频节能驱动系统110，变频节能驱动系统110将变频工艺参数返回到中央控制系统120；

数据反馈系统130将温度信号和压力信号反馈给中央控制系统120，中央控制系统120将收集到的系统工艺参数反馈到人机交互系统150,所述节能全自动控制盘车机系统装置具有锁定机构，当盘车齿轮处于脱开位置时，所述装置防止盘车齿轮意外进入啮合位置。

优选地，所述节能全自动控制盘车机系统装置的各个系统部分中各元件通过直接或间接地电性连接，用以实现数据的传输或交互。

优选地，所述节能全自动控制盘车机系统装置通过各个系统部分根据工况和工艺要求进行自动控制，操作人员通过人机交互系统150进行手动控制。

优选地，所述变频节能驱动系统110包括控制柜主体、柜体正面右侧的指示灯和开关、柜体内部控制模块、底部安装条和背部安装条，控制柜主体上方左右两侧各有一个吊耳，在柜体下方有屏蔽填料函，在柜体底端左右两侧和柜体后部上下两端各有一个钢丝绳减震器；

控制柜主体内部右上方由西门子电源41、西门子PLC40、PM-E39、电源端子38、AI模块37、DI模块0236、DI模块0135、温度模块34、模块段子33组成控制模块；在控制柜主体内部左下方由软启动4、接触器5、辅助触点6、端子罩7和端子扩展件8组成驱动模块。

优选地，所述变频节能驱动系统110通过西门子PLC40发出驱动执行命令，由软启动4启动现场执行电机及机构140的电机。

优选地，所述西门子PLC40在放出驱动执行命令的同时，西门子PLC40采集速度信号、轴系温度和扭矩形成闭环采集，对变频节能驱动系统110进行自动变频控制及调节。

一种节能全自动控制盘车机系统装置的控制方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤一：节能全自动控制盘车机系统装置待命；

步骤二：节能全自动控制盘车机系统装置判断是否接受到零转速信号；

步骤三：当节能全自动控制盘车机系统装置判断接受到零转速信号，润滑油供油电磁阀启动；当节能全自动控制盘车机系统装置没有接受到零转速信号，节能全自动控制盘车机系统装置继续待命；

步骤四：当润滑油供油电磁阀启动后，锁定机构解除时，压力油供油电磁阀启动；当锁定机构未解除时，节能全自动控制盘车机系统装置继续待命；

步骤五：当压力油供油电磁阀启动后，节能全自动控制盘车机系统装置控制盘车机电机变频启动；

步骤六：节能全自动控制盘车机系统装置判断是否收到接合信号，当收到接合信号时，电机直接启动，盘车开始工作；当没有收到接合信号时，电机继续变频启动；

步骤七：盘车持续正常工作，水或油泵汽轮机组转子升速

步骤八：节能全自动控制盘车机系统装置判断是否收到脱开信号，当收到脱开信号时，盘车电机停止，电磁阀断电，锁定机构复位，继而盘车装置回复到步骤一继续待命；当没有收到脱开信号时，盘车继续正常工作

所述节能全自动控制盘车机系统装置的控制方法通过采集水或油泵汽轮机组的轴系转速、油压、接合、脱开、锁定参数，当水或油泵汽轮机组的轴系转速到零时，自动接合并带动水或油泵汽轮机组，待到水或油泵汽轮机组启动后，盘车机自动脱开；当机组停机时，轴系惰走，节能全自动控制盘车机系统装置在此时动态接合并带动轴系盘车。

优选地，当水或油泵汽轮机组的油压低于0.13MPag时，发出低压油压报警；当油压低于0.08MPag时，禁止投入盘车。

本发明还有以下有益效果：

现有盘车装置需轴系停止后再由人工接合，本发明通过各个组成系统部分通过现场的工况及工艺要求对设备进行启停和开关操作，通过采集水或油泵汽轮机组的轴系转速、油压、接合、脱开、锁定参数，当水或油泵汽轮机组的轴系转速到零时，自动接合并带动水或油泵汽轮机组，待到水或油泵汽轮机组启动后，盘车机自动脱开；当机组停机时，轴系惰走，节能全自动控制盘车机系统装置在此时动态接合并带动轴系盘车，避免了不及时脱开盘车机造成轴系损坏，保护发电机组，经济适用性高。

本发明在显示系统150的显示屏幕上显示动态的实时参数值，设备运行状态显示和事故报警显示等信息。系统可在线诊断各类故障，查找故障部位并报警。通过通信总线与现场可编程逻辑控制系统进行通信，计算机系统可在线诊断各类故障，操作便捷，安全性高。

附图说明

图1是节能全自动控制盘车机系统装置结构示意图。

图2是节能全自动控制盘车机系统装置控制柜正面图。

图3是节能全自动控制盘车机系统装置控制柜侧面图。

图4是节能全自动控制盘车机系统装置控制柜背面图。

图5是节能全自动控制盘车机系统装置控制柜内部图。

图6是节能全自动控制盘车机系统装置控制柜底面图。

图7是节能全自动控制盘车机系统装置控制柜显示控制部分图。

图8是节能全自动控制盘车机系统装置技术处理方法的步骤流程图及控制步骤图。

110-变频节能驱动系统；120-中央控制系统；130-数据反馈系统；140-现场执行电机及机构；150-人机交互系统；1-隔开离关熔断器组；2-Bussman熔断器；3-辅助触点安装模块及辅助触点；4-软启动器；5-接触器01；6-辅助触点01；7-端子罩；8-端子扩展件；9-钢丝绳减震器GSG-150；10-大电流端子；11-接触器02；12-接触器辅助触点01；13-接触器03；14-接触器辅助触点02；15-接线端子端板；16-接线端子；17-接线端子空间补偿板；18-通用终端固定件；19-端子条固定夹；20-固定式桥接件；21-标记条；22-导轨；23-电断动热路磁机器；24-故障信号辅助触头；25-辅助触点02；26-电断动热路磁机器；27-断路器和辅助触点；28-电机保护器；29-导轨式插座；30-中间继电器；31-继电器插座；32-金属保护夹子；33-模块段子；34-温度模块；35-DI模块01；36-DI模块02；37-AI模块；38-电源端子；39-PM-E；40-西门子PLC；41-西门子电源；42-控制变压器；43-电动备用泵控制箱，44-钢丝绳减震器GS-100；45-蜂鸣闪烁指示灯；46-白色指示灯；47-绿色带灯按钮；48-红色按钮；49-蓝色按钮；50-转换开关602X；51-转换开关202X；52-屏蔽填料函01；53-屏蔽填料函02；54-屏蔽填料函03；55-屏蔽填料函04；56-屏蔽填料函05；

具体实施方式

本发明的具体实施例是这样实现的:

实施例1：

本发明提供一种节能全自动控制盘车机系统装置，包括变频节能驱动系统部分、采集系统部分、反馈系统部分、控制系统部分和现实系统部分。本发明专用于水或油泵汽轮机组。

节能全自动控制盘车机系统装置通过采集水或油泵汽轮机组的轴系转速、油压、接合、脱开、锁定等参数，当水或油泵汽轮机组的轴系转速到零时，自动接合并带动水或油泵汽轮机组，待到水或油泵汽轮机组启动后，盘车机自动脱开。当水或油泵汽轮机组停机时，水或油泵汽轮机组轴系惰走，节能全自动控制盘车系统装置将动态接合并带动水或油泵汽轮机组轴系，水或油泵汽轮机组轴系将不会停止。

节能全自动控制盘车机系统装置的各个系统部分参与控制、采集、反馈和处理，形成闭环采样控制。通过采集盘车机的转速、轴系温度和扭矩等对盘车机进行自动变频控制及调节。

节能全自动控制盘车机系统装置通过手动或者自动控制，操作人员通过操作中控系统操作站的监控画面选择方式对设备进行启停和开关操作，节能全自动控制盘车系统装置由各控制系统部分通过现场的工况及工艺要求对设备进行启停和开关操作，不需人工干预。

节能全自动控制盘车机系统装置结构示意图如图1所示，其中包括变频节能驱动系统部分110、采集系统部分120、反馈系统部分130、控制系统部分140和显示系统部分150。操作人员通过显示系统150发出命令到采集系统120，采集系统120发出命令到变频节能驱动系统110，变频节能驱动系统110驱动控制系统140。反馈系统130在现场采集参数，例如速度、温度和压力等参数。反馈系统130分别将速度信号反馈到变频节能控制系统110，变频节能控制系统110将变频工艺参数返回到采集系统120，反馈系统130将温度信号和压力信号反馈给采集系统120，采集系统120将手收集到的系统工艺参数反馈到显示系统150。节能全自动控制盘车机系统装置各个系统部分中各元件直接或间接地电性连接，实现数据的传输或交互。

显示系统150的显示屏幕可显示工艺流程图，流程图上有动态的实时参数值显示，设备运行状态显示和事故报警显示等信息。计算机系统可在线诊断各类故障，查找故障部位并报警。通过通信总线与现场可编程逻辑控制系统进行通信，计算机系统可在线诊断各类故障。

变频节能驱动系统110为一种控制如图3到图7所示，包括控制柜主体、柜体正面右侧的指示灯和开关、柜体内部控制模块、底部安装条和背部安装条，控制柜主体上方左右两侧各有一个吊耳，在柜体下方有屏蔽填料函，在柜体底端左右两侧和柜体后部上下两端各有一个钢丝绳减震器；

控制柜主体内部右上方由西门子电源41、西门子PLC40、PM-E39、电源端子38、AI模块37、DI模块0236、DI模块0135、温度模块34、模块段子33组成控制模块；在控制柜主体内部左下方由软启动4、接触器5、辅助触点6、端子罩7和端子扩展件8组成驱动模块。

所述变频节能驱动系统110通过西门子PLC40发出驱动执行命令，由软启动4启动现场执行电机及机构140的电机。

所述西门子PLC40在放出驱动执行命令的同时，西门子PLC40采集速度信号、轴系温度和扭矩形成闭环采集，对变频节能驱动系统110进行自动变频控制及调节。

控制系统140将所采集的信息进行控制程序开发，包括工艺逻辑控制关系、盘车电机参数采集、运行工况参数信息设定、采集控制单元的工艺参数数值、设备的运行状态信息。根据采集到的信息实行自动控制系统运行，对各类工艺参数数值做出趋势曲线包含历史数据以及采样周期，调试得到最佳的系统运行规律，保证高效运行。

实施例2：

本发明提供一种节能全自动控制盘车机系统装置控制柜外形示意图如图2所示。

本发明化提供一种节能全自动控制盘车机系统装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤一：节能全自动控制盘车机系统装置待命；

步骤二：节能全自动控制盘车机系统装置判断是否接受到零转速信号；

步骤三：当节能全自动控制盘车机系统装置判断接受到零转速信号，润滑油供油电磁阀启动；当节能全自动控制盘车机系统装置没有接受到零转速信号，节能全自动控制盘车机系统装置继续待命；

步骤四：当润滑油供油电磁阀启动后，锁定机构解除时，压力油供油电磁阀启动；当锁定机构未解除时，节能全自动控制盘车机系统装置继续待命；

步骤五：当压力油供油电磁阀启动后，节能全自动控制盘车机系统装置控制盘车机电机变频启动；

步骤六：节能全自动控制盘车机系统装置判断是否收到接合信号，当收到接合信号时，电机直接启动，盘车开始工作；当没有收到接合信号时，电机继续变频启动；

步骤七：盘车持续正常工作，水或油泵汽轮机组转子升速

步骤八：节能全自动控制盘车机系统装置判断是否收到脱开信号，当收到脱开信号时，盘车电机停止，电磁阀断电，锁定机构复位，继而盘车装置回复到步骤一继续待命；当没有收到脱开信号时，盘车继续正常工作。

当水或油泵汽轮机组停机时，轴系惰走，节能全自动控制盘车机系统装置将可以在此时动态接合并带动轴系盘车，此时水或油泵汽轮机组轴系将不会停止，也就不再需要克服静摩擦力的冲击，必将提高机组的使用寿命。节能全自动控制盘车机系统装置有4种控制模式和3种启动电机的方式，可以适应相当多的机组，可以由用户选择一个较为适合的控制模式。较之传统的手动盘车，大大提高了效率，并且有效的保护了机械设备轴系的使用寿命。

根据零转速信号，自动使盘车齿轮啮合，投入盘车实行全自动控制；当无零转速信号，但需要进行盘车是，可直接通过指令使盘车齿轮啮合，投入盘车实行准自动控制，准自动控制可就地控制也可以远程控制；操作人员可通过摇动手柄，使盘车齿轮进入啮合位置，通过指令驱动电动机投入盘车实行准手动控制；在失电情况下，操作人员可通过手轮和延长杆驱动盘车实行纯手动控制。盘车柜接收零转速信号和润滑油压信号，并由盘车柜逻辑判断是否可以进行盘车。

当水或油泵汽轮机组转子转速高于节能全自动控制盘车机系统装置输出转速时，机组能自动脱开结束盘车。节能全自动控制盘车机系统装置应有在安装时可以调节盘车小齿轮与汽机大齿轮间齿轮中心距的手段。当盘车齿轮处于脱开位置时，节能全自动控制盘车机系统装置具有锁定功能以防止盘车齿轮意外进入啮合位置。在机组脱开时自动切断润滑油供油，在啮合时自动打开润滑油供油。盘车齿轮的啮合由液压执行机构控制，控制机构油品及压力与主机润滑油相同。控制油油压在0.13到0.18MPag之间，当油压低于0.13MPag时，发出低压油压报警；当油压低于0.08MPag时，禁止投入盘车。

以上所述仅是节能全自动控制盘车机系统装置的优选实施方式，节能全自动控制盘车机系统装置的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和变化，这些改进和变化也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种节能全自动控制盘车机系统装置，其特征是：包括人机交互系统(150)、中央控制系统(120)、变频节能驱动系统(110)、数据反馈系统(130)、现场执行电机及机构(140)；

通过所述人机交互系统(150)发出命令到中央控制系统(120)，中央控制系统(120)发出命令到变频节能驱动系统(110)，变频节能驱动系统(110)驱动变频节能驱动系统(110)；

数据反馈系统(130)在现场采集参数，数据反馈系统(130)将速度信号反馈到变频节能驱动系统(110)，变频节能驱动系统(110)将变频工艺参数返回到中央控制系统(120)；

数据反馈系统(130)将温度信号和压力信号反馈给中央控制系统(120)，中央控制系统(120)将收集到的系统工艺参数反馈到人机交互系统(150),所述节能全自动控制盘车机系统装置具有锁定机构，当盘车齿轮处于脱开位置时，所述装置防止盘车齿轮意外进入啮合位置。

2.根据权利要求1所述的一种节能全自动控制盘车机系统装置，其特征是：所述节能全自动控制盘车机系统装置的各个系统部分中各元件通过直接或间接地电性连接，用以实现数据的传输或交互。

3.根据权利要求1所述的一种节能全自动控制盘车机系统装置，其特征是：所述节能全自动控制盘车机系统装置通过各个系统部分根据工况和工艺要求进行自动控制，操作人员通过人机交互系统(150)进行手动控制。

4.根据权利要求1所述的一种节能全自动控制盘车机系统装置，其特征是：所述变频节能驱动系统(110)包括控制柜主体、柜体正面右侧的指示灯和开关、柜体内部控制模块、底部安装条和背部安装条，控制柜主体上方左右两侧各有一个吊耳，在柜体下方有屏蔽填料函，在柜体底端左右两侧和柜体后部上下两端各有一个钢丝绳减震器；

控制柜主体内部右上方由西门子电源(41)、西门子PLC(40)、PM-E(39)、电源端子(38)、AI模块(37)、DI模块02(36)、DI模块01(35)、温度模块(34)、模块段子(33)组成控制模块；在控制柜主体内部左下方由软启动(4)、接触器(5)、辅助触点(6)、端子罩(7)和端子扩展件(8)组成驱动模块。

5.根据权利要求5所述的一种节能全自动控制盘车机系统装置，其特征是：所述变频节能驱动系统(110)通过西门子PLC(40)发出驱动执行命令，由软启动(4)启动现场执行电机及机构(140)的电机。

6.根据权利要求5所述的一种节能全自动控制盘车机系统装置，其特征是：所述西门子PLC(40)在放出驱动执行命令的同时，西门子PLC(40)采集速度信号、轴系温度和扭矩形成闭环采集，对变频节能驱动系统(110)进行自动变频控制及调节。

7.一种节能全自动控制盘车机系统装置的控制方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤一：节能全自动控制盘车机系统装置待命；

步骤二：节能全自动控制盘车机系统装置判断是否接受到零转速信号；

步骤三：当节能全自动控制盘车机系统装置判断接受到零转速信号，润滑油供油电磁阀启动；当节能全自动控制盘车机系统装置没有接受到零转速信号，节能全自动控制盘车机系统装置继续待命；

步骤四：当润滑油供油电磁阀启动后，锁定机构解除时，压力油供油电磁阀启动；当锁定机构未解除时，节能全自动控制盘车机系统装置继续待命；

步骤五：当压力油供油电磁阀启动后，节能全自动控制盘车机系统装置控制盘车机电机变频启动；

步骤六：节能全自动控制盘车机系统装置判断是否收到接合信号，当收到接合信号时，电机直接启动，盘车开始工作；当没有收到接合信号时，电机继续变频启动；

步骤七：盘车持续正常工作，水或油泵汽轮机组转子升速

步骤八：节能全自动控制盘车机系统装置判断是否收到脱开信号，当收到脱开信号时，盘车电机停止，电磁阀断电，锁定机构复位，继而盘车装置回复到步骤一继续待命；当没有收到脱开信号时，盘车继续正常工作

所述节能全自动控制盘车机系统装置的控制方法通过采集水或油泵汽轮机组的轴系转速、油压、接合、脱开、锁定参数，当水或油泵汽轮机组的轴系转速到零时，自动接合并带动水或油泵汽轮机组，待到水或油泵汽轮机组启动后，盘车机自动脱开；当机组停机时，轴系惰走，节能全自动控制盘车机系统装置在此时动态接合并带动轴系盘车。

8.根据权利要求7所述的一种节能全自动控制盘车机系统装置的控制方法，其特征是：当水或油泵汽轮机组的油压低于0.13MPa(g)时，发出低压油压报警；当油压低于0.08MPa(g)时，禁止投入盘车。