CN114914884A - 排污泵电机过热保护装置及保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种排污泵电机过热保护装置及保护方法，包括排污泵、液位计和数据处理装置；排污泵与液位计信号联锁；在排污泵的电机的电路上设置有电能数据采集模块；数据处理装置包括数据分析处理单元和与数据分析处理单元连接的命令执行单元；数据分析处理单元分别与液位计和电能数据采集模块连接；命令执行单元与排污泵的电机连接。利用本发明能够解决目前由于液位检测故障，潜水排污泵未在排污完成后停止运行，造成电机过热，甚至造成电机烧毁，从而增加安全隐患等问题。

Description

排污泵电机过热保护装置及保护方法

技术领域

本发明涉及排水处理技术领域，更为具体地，涉及一种排污泵电机过热保护装置及保护方法。

背景技术

在矿山企业生产中，井下排水是十分重要的工艺环节，通过液位计同潜水排污泵连锁实现水泵自动控制是一种排水方式。井下污水排水环节中在采用浮球液位计时，常因为水仓中泥浆、绳头等杂物出现浮球卡死失效故障，潜水排污泵接收到液位计的错误信号，因此导致空转烧毁设备。然而现有针对潜水排污泵的技术多为针对排污管防堵相关的保护。

如，专利CN210371382U，公开了一种矿用潜水排污泵防糊堵装置，介绍了一种矿用潜水排污泵防糊堵装置，整体技术方案通过喷水管的出水端靠近潜水排污泵的网罩位置处且喷水管的出水端沿网罩切线方向朝向网罩，在开启喷水管进水端上的阀门后，潜水排污泵排出的部分水流经过喷水管，成切线喷向潜水排污泵的网罩，水流在潜水排污泵的网罩周围环形搅动，从而促进污泥稀释排出，能有效防止潜水排污泵网罩糊堵，从而对排污泵进行保护。

又如，专利CN209226605U公开了一种矿山井下排水排污装置，介绍了一种矿山井下排水排污装置，实现分层处理，避免固体垃圾对管道产生堵塞的情况，同时降低潜水泵升高污水的高度，减小潜水泵的功率负载，提高对污水排放的效率。

上述两个专利均没有考虑液位球故障造成的矿用潜水排污泵的过热损坏的现象，也没有考虑运行过程中对电流的监控，仅仅是针对排污泵的堵塞问题进行解决。但是，在矿山排水系统中，尤其矿山环境恶劣，因为排污水仓液位球故障，潜水排污泵未在排污完成后停止运行，造成电机过热，甚至造成电机烧毁，增加安全隐患的问题时有发生，目前还未有有效的解决方案。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种排污泵电机过热保护装置及保护方法，以解决目前由于液位检测故障，潜水排污泵未在排污完成后停止运行，造成电机过热，甚至造成电机烧毁，从而增加安全隐患等问题。

本发明提供一种排污泵电机过热保护装置，包括排污泵、液位计和数据处理装置；其中，所述排污泵与所述液位计信号联锁；在所述排污泵的电机的电路上设置有电能数据采集模块；所述数据处理装置包括数据分析处理单元和与所述数据分析处理单元连接的命令执行单元；所述数据分析处理单元分别与所述液位计和所述电能数据采集模块连接；所述命令执行单元与所述排污泵的电机连接。

此外，优选的方案是，所述液位计为浮球液位计。

此外，优选的方案是，所述电能数据采集模块为智能电表。

此外，优选的方案是，所述数据分析处理单元与所述液位计之间、所述数据分析处理单元与所述电能数据采集模块之间、所述命令执行单元与所述排污泵的电机之间均通过网络通讯信号连接。

此外，优选的方案是，在所述排污泵的电机的电路上设置有继电器开关；所述继电器开关与所述命令执行单元连接。

此外，优选的方案是，所述排污泵的电机的电路的电源为UPS电源。

本发明提供一种排污泵电机过热保护方法，利用如上所述的排污泵电机过热保护装置对所述排污泵电机进行保护，包括如下步骤：

S1、当所述液位计检测到的液位数据达到预设液位阈值时，生成所述排污泵的电机启动指令；

S2、根据所述电机启动指令，启动所述排污泵的电机，使所述排污泵执行排水作业；

S3、在所述排污泵执行排水作业过程中，实时监测所述液位计的液位实时数据和通过电能数据采集模块实时监测所述电机的电路的电流实时数据；

S4、通过所述数据分析处理单元对所述电流实时数据和所述液位实时数据进行实时分析，并按照预设执行指令生成规则，生成相应的电机执行指令；

S5、根据所述电机执行指令，对所述排污泵的电机进行控制。

此外，优选的方案是，所述预设执行指令生成规则包括：

当所述电流实时数据未出现异常，所述液位实时数据达到预设液位最低阈值时或当所述电流实时数据出现异常时，生成电机停止指令。

此外，优选的方案是，所述电流实时数据出现异常的情况包括：在预设时间段内，所述电流实时数据突然下降，并下降幅度达到预设电流阈值时，判定所述电流实时数据出现异常。

此外，优选的方案是，所述根据所述电机执行指令，对所述排污泵的电机进行控制包括：当所述电机执行指令为电机停止指令时，通过切断所述排污泵的电机的电路使所述电机停止运行。

从上面的技术方案可知，本发明提供的排污泵电机过热保护装置及保护方法，通过采用排污泵与液位计信号联锁、在排污泵的电机的电路上设置电能数据采集模块以及结合数据处理装置，能够实时通过检测电机上的电流数据以及液位数据，利用排污泵空转时的电机回路电流减小的特性，对液位检测故障时排污泵可能出现的空转情况进行监测，防止因空转引起烧坏排污泵电机情况的发生。其控制方式在于通过电能数据采集模块，将电流数据与排污泵空转电机回路电流特性比对，确定保护方案，并对排污泵进行停机保护控制，可独立或者联网运行，具有高扩展性；从针对液位检测故障而导致的排污泵电机过热的角度出发，实现对电机的过热保护，提高设备运转率，降低矿山生产的风险。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的排污泵电机过热保护装置的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的排污泵电机过热保护装置的逻辑原理图；

图3为根据本发明实施例的排污泵电机过热保护方法的流程图。

在附图中，1-排污泵，2-液位计，3-数据处理装置，4-电能数据采集模块，5-网络通讯，6-继电器开关，7-电源。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。

针对前述提出的目前由于液位检测故障，潜水排污泵未在排污完成后停止运行，造成电机过热，甚至造成电机烧毁，从而增加安全隐患等问题，提出了一种排污泵电机过热保护装置及保护方法。

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

为了说明本发明提供的排污泵电机过热保护装置及保护方法，图1示出了根据本发明实施例的排污泵电机过热保护装置的结构；图2示出了根据本发明实施例的排污泵电机过热保护装置的逻辑原理；图3示出了根据本发明实施例的排污泵电机过热保护方法的流程。

如图1至图3共同所示，本发明提供的排污泵电机过热保护装置，包括排污泵1、液位计2和数据处理装置3；其中，排污泵1与液位计2信号联锁；在排污泵1的电机的电路上设置有电能数据采集模块4；数据处理装置3包括数据分析处理单元和与数据分析处理单元连接的命令执行单元；数据分析处理单元分别与液位计2和电能数据采集模块4连接；命令执行单元与排污泵1的电机连接。

其中，数据处理装置3可为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子装置，数据分析处理单元包括至少一个处理器和与至少一个处理器通信连接的存储器，存储器为可编程的存储器，在其内部除了可以存储对从电能数据采集模块4获取的电流实时数据和从液位计获取的液位实时数据按照预定规则进行分析的程序外，还可存储其它执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程，命令执行单元用于执行数据分析处理单元中生成的指令，如，电机执行指令。

本发明实施例中的排污泵1是输送液体或使液体增压的机械，通过电机将电能转化为动能带动其而工作。

通过采用排污泵1与液位计2信号联锁、在排污泵1的电机的电路上设置电能数据采集模块4以及结合数据处理装置3，能够实时通过检测电机上的电流数据以及液位计2的液位数据，利用排污泵1空转时的电机回路电流减小的特性，对液位检测故障时排污泵1可能出现的空转情况进行监测，防止因空转引起烧坏排污泵电机情况的发生。其控制方式在于通过电能数据采集模块4，将电流数据与排污泵1空转电机回路电流特性比对，确定保护方案，并对排污泵1进行停机保护控制，可独立或者联网运行，具有高扩展性；从针对液位检测故障而导致的排污泵电机过热的角度出发，实现对电机的过热保护，提高设备运转率，降低矿山生产的风险。

作为本发明的一个优选实施例，液位计2为浮球液位计。

浮球液位计通过水仓中的液位提供排水过程中的液位数据，通过浮球液位计与排污泵1信号联锁，当水仓中的液位达到一定时，可直接控制排污泵1的电机工作，从而使排污泵1执行排水。

作为本发明的一个优选实施例，电能数据采集模块4为智能电表。智能电表承担着电能数据采集、计量和传输的任务，是实现信息集成、分析优化和信息展现的基础。

作为本发明的一个优选实施例，数据分析处理单元与液位计2之间、数据分析处理单元与电能数据采集模块4之间、命令执行单元与排污泵1的电机之间均通过网络通讯5信号连接。通过网络通讯5信号连接便于各个模块之间的通信，节约占地面积。并且扩展性强。

作为本发明的一个优选实施例，在排污泵1的电机的电路上设置有继电器开关6；继电器开关6与命令执行单元连接。通过继电器开关6控制电机的通电与否，从而实现对排污泵1的控制。

作为本发明的一个优选实施例，排污泵1的电机的电路的电源7为UPS电源。UPS即不间断电源(Uninterruptible Power Supply)，是一种含有储能装置的不间断电源。主要用于给部分对电源稳定性要求较高的设备，提供不间断的电源。当市电输入正常时，UPS将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流式电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断(事故停电)时，UPS立即将电池的直流电能，通过逆变器切换转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护。

本发明提供的排污泵电机过热保护方法，利用如上所述的排污泵电机过热保护装置对排污泵电机进行保护，包括如下步骤：

S1、当液位计检测到的液位数据达到预设液位阈值时，生成排污泵1的电机启动指令；

S2、根据电机启动指令，启动排污泵1的电机，使排污泵执行排水作业；

S3、在排污泵执行排水作业过程中，实时监测液位计2的液位实时数据和通过电能数据采集模块4实时监测电机的电路的电流实时数据；

S4、通过数据分析处理单元对电流实时数据和液位实时数据进行实时分析，并按照预设执行指令生成规则，生成相应的电机执行指令；

S5、根据电机执行指令，对排污泵1的电机进行控制。

正常工艺排水过程中，随着液位计2的水仓液位到达限定值(预设液位阈值)，液位计2信号连锁至排污泵1，排污泵1的电机启动，随之液位下降，当排污泵1的电机的电路的回路中电流正常并且液位到达低限(预设液位最低阈值)时，排污泵1停止。当液位下降的过程中，液位计2出现故障(浮球液位计通常出现浮球卡死)时，给不出到达水仓液位达到低限时，为防止排污泵1空转，在主回路上采集电流数据，通过与数据分析处理单元通讯实时检测电流值，如果出现电流数据突然下降，结合设定值(预设电流阈值)，判断为排污泵1空转，通过将电机的电路的回路断开，达到保护电机的效果。

作为本发明的一个优选实施例，预设执行指令生成规则包括：

当电流实时数据未出现异常，液位实时数据达到预设液位最低阈值时或当电流实时数据出现异常时，生成电机停止指令。未出现上述异常情况时，生成电机正常运行的指令。

作为本发明的一个优选实施例，电流实时数据出现异常的情况包括：在预设时间段内，电流实时数据突然下降，并下降幅度达到预设电流阈值时，判定电流实时数据出现异常。

作为本发明的一个优选实施例，根据电机执行指令，对排污泵的电机进行控制包括：当电机执行指令为电机停止指令时，通过切断排污泵1的电机的电路使电机停止运行。可通过继电器开关6切断排污泵1的电机的电路使电机停止运行。

通过上述具体实施方式可看出，本发明提供的排污泵电机过热保护装置及保护方法，通过采用排污泵与液位计信号联锁、在排污泵的电机的电路上设置电能数据采集模块以及结合数据处理装置，能够实时通过检测电机上的电流数据以及液位数据，利用排污泵空转时的电机回路电流减小的特性，对液位检测故障时排污泵可能出现的空转情况进行监测，防止因空转引起烧坏排污泵电机情况的发生。其控制方式在于通过电能数据采集模块，将电流数据与排污泵空转电机回路电流特性比对，确定保护方案，并对排污泵进行停机保护控制，可独立或者联网运行，具有高扩展性；从针对液位检测故障而导致的排污泵电机过热的角度出发，实现对电机的过热保护，提高设备运转率，降低矿山生产的风险。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明提出的排污泵电机过热保护装置及保护方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的排污泵电机过热保护装置及保护方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (10)

1.一种排污泵电机过热保护装置，其特征在于，包括排污泵、液位计和数据处理装置；其中，

所述排污泵与所述液位计信号联锁；在所述排污泵的电机的电路上设置有电能数据采集模块；

所述数据处理装置包括数据分析处理单元和与所述数据分析处理单元连接的命令执行单元；

所述数据分析处理单元分别与所述液位计和所述电能数据采集模块连接；所述命令执行单元与所述排污泵的电机连接。

2.根据权利要求1所述的排污泵电机过热保护装置，其特征在于，

所述液位计为浮球液位计。

3.根据权利要求1所述的排污泵电机过热保护装置，其特征在于，

所述电能数据采集模块为智能电表。

4.根据权利要求1所述的排污泵电机过热保护装置，其特征在于，

所述数据分析处理单元与所述液位计之间、所述数据分析处理单元与所述电能数据采集模块之间、所述命令执行单元与所述排污泵的电机之间均通过网络通讯信号连接。

5.根据权利要求1所述的排污泵电机过热保护装置，其特征在于，

在所述排污泵的电机的电路上设置有继电器开关；

所述继电器开关与所述命令执行单元连接。

6.根据权利要求1所述的排污泵电机过热保护装置，其特征在于，

所述排污泵的电机的电路的电源为UPS电源。

7.一种排污泵电机过热保护方法，其特征在于，利用如权利要求1-6任意一项所述的排污泵电机过热保护装置对所述排污泵电机进行保护，包括如下步骤：

S1、当所述液位计检测到的液位数据达到预设液位阈值时，生成所述排污泵的电机启动指令；

S2、根据所述电机启动指令，启动所述排污泵的电机，使所述排污泵执行排水作业；

S3、在所述排污泵执行排水作业过程中，实时监测所述液位计的液位实时数据和通过电能数据采集模块实时监测所述电机的电路的电流实时数据；

S4、通过所述数据分析处理单元对所述电流实时数据和所述液位实时数据进行实时分析，并按照预设执行指令生成规则，生成相应的电机执行指令；

S5、根据所述电机执行指令，对所述排污泵的电机进行控制。

8.根据权利要求7所述的排污泵电机过热保护方法，其特征在于，所述预设执行指令生成规则包括：

当所述电流实时数据未出现异常，所述液位实时数据达到预设液位最低阈值时或当所述电流实时数据出现异常时，生成电机停止指令。

9.根据权利要求8所述的排污泵电机过热保护方法，其特征在于，

所述电流实时数据出现异常的情况包括：在预设时间段内，所述电流实时数据突然下降，并下降幅度达到预设电流阈值时，判定所述电流实时数据出现异常。

10.根据权利要求8所述的排污泵电机过热保护方法，其特征在于，所述根据所述电机执行指令，对所述排污泵的电机进行控制包括：

当所述电机执行指令为电机停止指令时，通过切断所述排污泵的电机的电路使所述电机停止运行。

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