CN109798283A - 一种远程控制多保护逻辑功能集中泵站 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种远程控制多保护逻辑功能集中泵站，包括泵站、控制系统和监控系统，所述泵站包括主站和若干子站，所述主站上设有循环冷却系统和检测系统，所述循环冷却系统用于冷却主站油箱的油温；所述主站上并联若干子站，所述主站上设有检测系统，用于检测泵站压力和温度；所述控制系统根据泵站压力和温度判断是否发出报警信号，控制泵站工作，所述监控系统用于实时监控泵站的状态。本发明在于实现对泵站的远程操控，泵站能够根据液压实验设备的压力需求来控制一定数量的液压泵启停，以及实现多种逻辑控制和故障诊断与保护，提高液压集中泵站的安全性、高效节能和保护液压实验设备稳定运行，实现集中泵站的智能化和网络化。

Description

一种远程控制多保护逻辑功能集中泵站

技术领域

本发明涉及液压泵站技术领域，特别涉及一种远程控制多保护逻辑功能集中泵站。

背景技术

集中液压泵站是某些大型液压系统的重要设备之一，主要实现为所有的液压部件提供动力油源，是液压自动化系统的重要组成部分。集中液压泵站消耗功率大、运行工况复杂，必须进行实时监测和控制。在传统模式的集中液压泵站中，操控和监视过程非常繁琐、劳动强度大、人为导致的故障和错误较多、系统辅助和准备时间长、自动化程度较低。

对于大型的集中液压泵站控制系统，一般应支持通过远程移动终端对其运行过程进行监视、控制和管理调节，在系统发生故障或运行状态改变时可根据配置确定的方式主动将事件信息、状态发送到指定的远程移动终端。同时液压冷却回路具有功耗大、持续工作时间长，温度变化范围要求较为严格等特点，若冷却系统设计不佳容易超出规定的温度范围导致停机、影响系统和用油装置的正常工作。

然而，目前该集中液压泵站领域的研究尚不完善，中国专利提出了一种智能型油脂集中润滑泵站，虽然克服了手工注油的缺点，但是限制了油脂的优良性能，同时不能实现自动检测和远距离实时监控；中国专利提出了一种煤矿综采工作面泵站集中控制系统，虽然提高了生产效率，实现了实时监控，但是系统缺乏多保护逻辑控制，存在安全隐患。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种远程控制多保护逻辑功能集中泵站，目的在于实现对泵站的远程操控，泵站能够根据液压实验设备的压力需求来控制一定数量的液压泵启停，以及实现多种逻辑控制和故障诊断与保护，提高液压集中泵站的安全性、高效节能和保护液压实验设备稳定运行，实现集中泵站的智能化和网络化。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种远程控制多保护逻辑功能集中泵站，包括泵站、控制系统和监控系统，所述泵站包括主站和若干子站，所述主站上设有循环冷却系统和检测系统，所述循环冷却系统用于冷却主站油箱的油温；所述主站上并联若干子站，所述主站上设有检测系统，用于检测泵站压力和温度；所述控制系统根据泵站压力和温度判断是否发出报警信号，控制泵站工作，所述监控系统用于实时监控泵站的状态。

进一步，所述主站包括油箱和压力管路，所述油箱与压力管路之间并联若干子站，所述压力管路上安装检测系统；所述检测系统包括压力传感器和温度传感器；所述压力传感器用于检测压力管路的压力值；所述温度传感器用于检测压力管路出口的油温。

进一步，所述循环冷却系统包括第二回油过滤器、冷却器和动力单元；所述主站油箱依次与动力单元、冷却器和第二回油过滤器闭环连接；所述冷却器外接热交换系统。

进一步，所述热交换系统包括循环水池、水泵和闭式冷却塔；所述冷却器内的冷却水依次与循环水池、水泵和闭式冷却塔闭环连接。

进一步，所述闭式冷却塔上安装风冷系统和喷淋系统，所述闭式冷却塔内部设有表冷器，所述表冷器一端与水泵连接，所述表冷器另一端与冷却器的冷却水进口连接，所述喷淋系统位于闭式冷却塔顶部，用于喷淋冷水到表冷器表面；所述闭式冷却塔侧面设有进风格栅，所述风冷系统通过进风格栅使表冷器降温。

进一步，还包括风机和收水器；所述闭式冷却塔顶部安装风机，用于将排除所述闭式冷却塔内部的热空气；在所述风机底部安装收水器，用于使热空气中水蒸气变成冷凝水回流到所述闭式冷却塔内。

进一步，所述控制系统包括压力判断模块和温度判断模块；所述压力传感器将压力值输入压力判断模块，所述压力判断模块根据压力值与额定压力比较，判断是否报警；所述温度传感器将温度值输入温度判断模块，所述温度判断模块根据温度值与设定比较，判断是否报警。

进一步，所述压力判断模块根据压力值与额定压力比较，具体如下：

当P≤80％P_N，则所述压力判断模块发出低压报警；

当105％P_N≤P＜110％P_N，则所述压力判断模块发出高压预警；

当110％P_N≤P，则所述压力判断模块发出高压报警；

其中：P为压力传感器检测的压力值，P_N为泵站的额定压力。

进一步，所述温度判断模块根据温度值T与设定比较，具体如下：

在升温过程中，当T≤20℃，则所述压力判断模块发出低温报警；

当20℃＜T≤35℃，则所述压力判断模块不发出报警；

当35℃＜T≤56℃，则所述压力判断模块控制循环冷却系统工作；

当56℃＜T＜58℃，则所述压力判断模块发出高温预警；

当58℃≤T，则所述压力判断模块发出高温报警，并且停止泵站工作；

在降温过程中，当58℃≤T，则所述压力判断模块发出高温报警，并且停止泵站工作和开启循环冷却系统工作；

当56℃＜T＜58℃，则所述压力判断模块解除高温报警，改为高温预警；

当35℃＜T≤56℃，则所述压力判断模块解除高温预警；

当20℃＜T≤35℃，则所述压力判断模块关闭循环冷却系统；

当T≤20℃，所述压力判断模块发出低温报警。

进一步，所述控制系统可通过远程控制泵站。

本发明的有益效果在于：

1.本发明所述的远程控制多保护逻辑功能集中泵站，采用温度传感器和压力传感器，实时传输油源相关信息给控制系统，经过逻辑运算，发送到监控计算机上显示工作状态，工作人员做出相应处理，实现远程监控。

2.本发明所述的远程控制多保护逻辑功能集中泵站，采用由风冷、水冷相结合的循环冷却系统，为泵站降温，提高泵站的安全系数，提高集中泵站系统的工作效率。

3.本发明所述的远程控制多保护逻辑功能集中泵站，泵站能够根据液压实验设备的实际压力需求，控制一定数量的液压泵启停来满足动力要求，提高泵站的使用效率及节能环保，实现集中泵站的智能化。

4.本发明所述的远程控制多保护逻辑功能集中泵站，泵站用移动设备远程对监控计算机发出命令，实现远程操作，体现集中泵站的网络化。

附图说明

图1为本发明所述的远程控制多保护逻辑功能集中泵站结构图。

图2为本发明所述的热交换系统结构图。

图3为本发明所述的控制系统原理图。

图4为本发明所述的压力判断模块原理图。

图中：

1-油箱；2-子站过滤器；3-子站单向变量泵、4-子站主电机；5-子站先导式电磁溢流阀；6-子站单向阀；7-子站高压过滤器；8-压力继电器；9-蓄能器；10-压力传感器；11-第一溢流阀；12-温度传感器；13-第一回油过滤器；14-冷却器；15-第二溢流阀；16-液位继电器；17-第二回油过滤器；18-循环电机；19-循环泵；20-循环水池；21-水泵；22-单向阀；23-闭式冷却塔；24-喷淋泵；25-进风格栅；26-表冷器；27-喷淋系统；28-风机；29-收水器。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1所示，本发明所述的远程控制多保护逻辑功能集中泵站，包括泵站、控制系统和监控系统，所述泵站包括主站和若干子站，所述主站上设有循环冷却系统和检测系统，所述循环冷却系统用于冷却主站油箱的油温；所述主站上并联若干子站，所述主站上设有检测系统，用于检测泵站压力和温度；所述控制系统根据泵站压力和温度判断是否发出报警信号，控制泵站工作，所述监控系统用于实时监控泵站的状态。所述控制系统主要功能是实现与监控计算机、泵站之间的数据交互，完成各种逻辑运算等，实现对泵站的逻辑保护和状态判断，通过控制相应电机的启停，来操控泵站的运行，并通过控制溢流阀和卸荷阀的启停，来操控油源的溢流和卸荷动作。所述监控系统的主要功能是实现液压系统远程启停控制、工作状态监测与故障处理，与所述控制系统之间进行数据交换。所述泵站的主要功能是为液压实验设备提供充足的液压油，同时将油温、油压等泵站信息反馈给控制系统，结合监控系统，实现对泵站的实时监控和满足实验设备流量要求。

所述检测系统与各液压实验设备之间通过组网连接。所述液压实验设备先通过网络向泵站发送申请流量信号，泵站在收到流量信号后，根据实验设备需求流量大小和预先设定的规则进行计算，最终确定子站液压泵的开启数量以满足实验设备流量需求，在满足实验设备流量要求的同时又节能环保，体现集中泵站智能化。当其中一台实验设备出现故障时，其余实验设备能够正常工作，互不干涉。此外，所述检测系统还可与移动设备(如手机)之间进行无线通讯，监控计算机实时传输数据给移动设备，在移动设备上显示泵站相关信息，如油源油温、油压、报警等信息；移动设备可远程对监控计算机发出命令，控制集中泵站做出相关操作，体现集中泵站的网络化。

如图1和图2所示，所述主站包括油箱1和压力管路，所述油箱与压力管路之间并联若干子站；任一子站包括子站过滤器2、子站单向变量泵3、子站主电机4、子站先导式电磁溢流阀5、子站单向阀6、子站高压过滤器7。所述油箱1出口通过管路依次连接子站过滤器2、子站单向变量泵3、子站单向阀6和子站高压过滤器7；所述子站主电机4用于驱动子站单向变量泵3工作，所述子站先导式电磁溢流阀5的进口位于子站单向变量泵3与子站单向阀6之间，子站先导式电磁溢流阀5的出口通过子回流管路回流到油箱1。所述压力管路为连接液压试验设备的管路，图1中P、T口连接液压试验设备的进、出油口。所述压力管路上安装检测系统、第一溢流阀11和蓄能器9；所述检测系统包括压力传感器10、温度传感器12和压力继电器8；所述压力传感器10用于检测压力管路的压力值；所述温度传感器12用于检测压力管路出口的油温。压力管路通过第一回油过滤器13与油箱1连接。

所述循环冷却系统包括第二回油过滤器17、冷却器14和循环泵19；所述循环电机18用于驱动循环泵19，所述主站油箱1依次与循环泵19、冷却器14和第二回油过滤器17闭环连接；第二溢流阀15并联在油箱1与循环泵19之间；所述冷却器14外接热交换系统。所述热交换系统包括循环水池20、水泵21和闭式冷却塔23；所述冷却器14内的冷却水依次与循环水池20、水泵21、单向阀21和闭式冷却塔23闭环连接。所述闭式冷却塔23上安装风冷系统和喷淋系统27，所述闭式冷却塔23内部设有表冷器26，所述表冷器26一端与水泵21连接，所述表冷器26另一端与冷却器14的冷却水进口连接，所述喷淋系统27位于闭式冷却塔23顶部，用于喷淋冷水到表冷器26表面；所述闭式冷却塔23侧面设有进风格栅25，所述风冷系统通过进风格栅25使表冷器26降温。所述闭式冷却塔23顶部安装风机28，用于将排除所述闭式冷却塔23内部的热空气；在所述风机28底部安装收水器29，用于使热空气中水蒸气变成冷凝水回流到所述闭式冷却塔23内。所述表冷器26位于闭式冷却塔23中间，所述闭式冷却塔23底部设有水槽，所述冷凝水和喷淋系统产生的水可以流入水槽内，所述闭式冷却塔23外部安装喷淋泵24与喷淋系统连接，用于将水槽内的水供应给喷淋系统。水槽中设有补水机构。

所述泵站工作原理是，液压实验设备向集中泵站发送流量信号，泵站在收到信号后，经过逻辑计算开启一定数量的子站向实验设备供油。实验设备进油时，工作子站中的子站主电机4带动子站单向变量泵3运行，使液压油从油箱1吸出，流经子站过滤器2进入子站单向变量泵3、子站单向阀6、子站高压过滤器7，最后从P口流入实验设备；实验设备回油时，液压油再从T口流出，经过第一回油过滤器13，最后进入油箱1。当泵站工作时，温度传感器12检测到回油油温处于35<T≤56℃范围内，循环冷却系统自动开启，循环电机18转动，带动循环泵19工作，同时水泵21、喷淋泵24、风机28开启，高温液压油从油箱1中流出，经过循环泵19，油液进入到冷却器14中，通过冷却器14的液压油温度下降，而通过冷却器14的冷却水吸收液压油的大量热能，冷却水升温变成高温水注入循环水池20中，在水泵21的作用下，依次通过水泵21、单向阀22、表冷器26，同时喷淋泵24带动闭式冷却塔23的塔水，进入喷淋系统27中，为表冷器26中的高温水降温，同时风机28工作向外排除热空气，热空气中的水蒸气在收水器29作用下，凝结成冷凝水向下流回闭式冷却塔23中，又在空气流动作用下，冷空气通过进风格栅25进入闭式冷却塔23，为整个冷却塔降温，所以表冷器26中的高温水释放热能变成冷却水，再次流入冷却器14中，持续循环地为泵站液压油冷却降温。特别地，当闭式冷却塔23中的塔水水位过低时，操作人员需要及时补水，避免冷却效果受损。

此外，所述子站先导式电磁溢流阀5起溢流稳压、系统卸荷、安全保护的作用；所述蓄能器9起储能、系统保压、吸收冲击等作用；所述压力传感器10和温度传感器12分别监测油源压力和回油温度，并向监控计算机反馈泵站信息；所述第一溢流阀11和第二溢流阀15起安全保护、形成背压、溢流稳压的作用；所述子站过滤器2、子站高压过滤器7、第一回油过滤器13和第二回油过滤器17用来过滤油源杂质，使泵站长期稳定运行；所述压力继电器8、液位继电器16分别限定泵站系统的最高额定压力和最低额定液位，当压力继电器8动作时，监控计算机发出高压报警；当液位低于最低额定液位时，监控计算机发出液位过低报警时；所述收水器29可以有效的降低闭式冷却塔23中塔水的飘逸率，进一步提高节水的效果。

异常停机保护逻辑是指：当系统通讯发生故障或系统监测到相关的重要故障如高压报警、油源液位过低报警、低压报警、低温报警时，会触发异常停机信号，通过硬件方式传递给监控系统，以便做出相应的系统报警及后续处理，如在自动状态下，系统根据已设定的逻辑运算对泵站进行启停控制或在手动状态下，操作人员根据实验设备需求，选择继续启动或立即停止泵站。

如图3所示，所述控制系统包括压力判断模块和温度判断模块；所述压力传感器10将压力值输入压力判断模块，所述压力判断模块根据压力值与额定压力比较，判断是否报警；所述温度传感器12将温度值输入温度判断模块，所述温度判断模块根据温度值与设定比较，判断是否报警。

如图4所示，所述压力判断模块根据压力值与额定压力比较，具体如下：

当P≤80％P_N，则所述压力判断模块发出低压报警；

当105％P_N≤P＜110％P_N，则所述压力判断模块发出高压预警；

当110％P_N≤P，则所述压力判断模块发出高压报警；

其中：P为压力传感器10检测的压力值，P_N为泵站的额定压力。

系统发出高压报警时，同时自动关闭泵站，开启泵站子站的先导式电磁溢流阀，为系统卸荷降压；系统发出高压预警时，提醒操作人员注意泵站压力即将过高，根据实际情况，可远程关闭泵站；系统发出低压报警时，自动停止主供油泵，关闭泵站，操作人员对泵站进行故障检测。

所述温度判断模块根据温度值T与设定比较，具体如下：

在升温过程中，当T≤20℃，则所述压力判断模块发出低温报警；

当20℃＜T≤35℃，则所述压力判断模块不发出报警；

当35℃＜T≤56℃，则所述压力判断模块控制循环冷却系统工作；

当56℃＜T＜58℃，则所述压力判断模块发出高温预警；

当58℃≤T，则所述压力判断模块发出高温报警，并且停止泵站工作；

在降温过程中，当58℃≤T，则所述压力判断模块发出高温报警，并且停止泵站工作和开启循环冷却系统工作；

当56℃＜T＜58℃，则所述压力判断模块解除高温报警，改为高温预警；

当35℃＜T≤56℃，则所述压力判断模块解除高温预警；

当20℃＜T≤35℃，则所述压力判断模块关闭循环冷却系统；

当T≤20℃，所述压力判断模块发出低温报警。

一种情况下，液压油的温度随系统的工作会逐渐上升，当温度T≤20℃时，系统发出低温报警；当20<T≤35℃时，系统只进行温度监测(只要泵站工作，温度传感器就持续工作)；当35<T≤56℃时，系统会自动启动循环冷却系统，循环泵、水泵、喷淋泵工作，使泵站液压油冷却降温；当56<T≤58℃时，系统发出高温预警，提醒操作人员应该停止泵站系统；当T>58℃时，系统发出高温报警，同时控制主油泵自动停止运行，要求操作人员继续为油源进行冷却，即循环冷却系统继续工作，直至其符合温度要求。另一种情况下，液压油温度随循环冷却系统运行会逐渐下降，当温度T≥58℃时，系统仍发出高温报警，循环冷却系统工作；当56<T≤58℃时，系统解除高温报警，发出高温预警，循环冷却系统工作；当35<T≤56℃时，系统解除高温预警，循环冷却系统仍进行冷却；当20<T≤35℃时，系统自动关闭泵站循环冷却系统，只进行温度监视；当T≤20℃时，系统发出低温报警。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种远程控制多保护逻辑功能集中泵站，其特征在于，包括泵站、控制系统和监控系统，所述泵站包括主站和若干子站，所述主站上设有循环冷却系统和检测系统，所述循环冷却系统用于冷却主站油箱的油温；所述主站上并联若干子站，所述主站上设有检测系统，用于检测泵站运行状态；所述控制系统根据需要控制泵站工作，所述监控系统用于实时监控泵站的状态。

2.根据权利要求1所述的远程控制多保护逻辑功能集中泵站，其特征在于，所述主站包括油箱(1)和压力管路，所述油箱与压力管路之间并联若干子站，所述压力管路上安装检测系统；所述检测系统包括压力传感器(10)和温度传感器(12)；所述压力传感器(10)用于检测压力管路的压力值；所述温度传感器(12)用于检测压力管路出口的油温。

3.根据权利要求1所述的远程控制多保护逻辑功能集中泵站，其特征在于，所述循环冷却系统包括第二回油过滤器(17)、冷却器(14)和动力单元；所述主站油箱依次与动力单元、冷却器(14)和第二回油过滤器(17)闭环连接；所述冷却器(14)外接热交换系统。

4.根据权利要求3所述的远程控制多保护逻辑功能集中泵站，其特征在于，所述热交换系统包括循环水池(20)、水泵(21)和闭式冷却塔(23)；所述冷却器(14)内的冷却水依次与循环水池(20)、水泵(21)和闭式冷却塔(23)闭环连接。

5.根据权利要求4所述的远程控制多保护逻辑功能集中泵站，其特征在于，所述闭式冷却塔(23)上安装风冷系统和喷淋系统(27)，所述闭式冷却塔(23)内部设有表冷器(26)，所述表冷器(26)一端与水泵(21)连接，所述表冷器(26)另一端与冷却器(14)的冷却水进口连接，所述喷淋系统(27)位于闭式冷却塔(23)顶部，用于喷淋冷水到表冷器(26)表面；所述闭式冷却塔(23)侧面设有进风格栅(25)，所述风冷系统通过进风格栅(25)使表冷器(26)降温。

6.根据权利要求5所述的远程控制多保护逻辑功能集中泵站，其特征在于，还包括风机(28)和收水器(29)；所述闭式冷却塔(23)顶部安装风机(28)，用于将排除所述闭式冷却塔(23)内部的热空气；在所述风机(28)底部安装收水器(29)，用于使热空气中水蒸气变成冷凝水回流到所述闭式冷却塔(23)内。

7.根据权利要求2所述的远程控制多保护逻辑功能集中泵站，其特征在于，所述控制系统包括压力判断模块和温度判断模块；所述压力传感器(10)将压力值输入压力判断模块，所述压力判断模块根据压力值与额定压力比较，判断是否报警；所述温度传感器(12)将温度值输入温度判断模块，所述温度判断模块根据温度值与设定比较，判断是否报警。

8.根据权利要求7所述的远程控制多保护逻辑功能集中泵站，其特征在于，所述压力判断模块根据压力值与额定压力比较，具体如下：

当P≤80％P_N，则所述压力判断模块发出低压报警；

当105％P_N≤P＜110％P_N，则所述压力判断模块发出高压预警；

当110％P_N≤P，则所述压力判断模块发出高压报警；

其中：P为压力传感器(10)检测的压力值，P_N为泵站的额定压力。

9.根据权利要求7所述的远程控制多保护逻辑功能集中泵站，其特征在于，所述温度判断模块根据温度值T与设定比较，具体如下：

在升温过程中，当T≤20℃，则所述压力判断模块发出低温报警；

当20℃＜T≤35℃，则所述压力判断模块不发出报警；

当35℃＜T≤56℃，则所述压力判断模块控制循环冷却系统工作；

当56℃＜T＜58℃，则所述压力判断模块发出高温预警；

当58℃≤T，则所述压力判断模块发出高温报警，并且停止泵站工作；

在降温过程中，当58℃≤T，则所述压力判断模块发出高温报警，并且停止泵站工作和开启循环冷却系统工作；

当56℃＜T＜58℃，则所述压力判断模块解除高温报警，改为高温预警；

当35℃＜T≤56℃，则所述压力判断模块解除高温预警；

当20℃＜T≤35℃，则所述压力判断模块关闭循环冷却系统；

当T≤20℃，所述压力判断模块发出低温报警。

10.根据权利要求1所述的远程控制多保护逻辑功能集中泵站，其特征在于，所述控制系统可通过远程控制泵站。