CN202441569U - 一种泵站电气信息化自控专用装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种泵站电气信息化自控专用装置涉及中小型泵站电气及自动化控制，信息化采集及处理装置，应用于中小型排涝泵站、灌溉泵站、排灌结合泵站、供水泵站和排污泵站的电气、自动化控制及信息化管理。包括电气主回路（8）、二次回路（9）、LCD触摸式平板电脑、RTU1模块、RTU2模块以及GPRS远传模块；电气主回路（8）包括隔离开关QS、断路器QF1、软启动控制器（5）、接触器KM1；隔离开关QS下端接断路器QF1，断路器QF1以下接软启动控制器（5）和接触器KM1，软启动控制器（5）和接触器KM1并联连接后下端接热继电器RG1的上端，热继电器RG1下端与三相电机相连；二次回路（9）包括指示灯、按钮、中间继电器、接触器辅助触点及软启动控制器组成。
Description
技术领域
本实用新型一种泵站电气信息化自控专用装置涉及中小型泵站电气及自动化控制，信息化采集及处理的专用装置，产品广泛应用于中小型排涝泵站、灌溉泵站、排灌结合泵站、供水泵站和排污泵站的电气、自动化控制及信息化管理。
背景技术
目前大型泵站的电气自动化和信息化，多数采用电气控制柜、仪表柜、各类传感器和PLC控制柜，再加上一个或多个后台监控计算机及监控软件组成大型泵站的自动化和信息化系统，对于大型泵站而言一般投资较大，电气自动化及信息化技术已经能够做得很好。
然而国内的中小型泵站尤其是小型泵站数量较多、分布较广，政府不可能像建设大型泵站那样建设每一个小型泵站。也有不少地区的采用大型泵站的设计方案不计成本的实现了中小泵站的自动化和信息化，但由于品牌、方案不统一，无形中增加了维护的成本。
发明内容
本实用新型目的是针对上述不足之处提供一种泵站电气信息化自控专用装置，本实用新型通过研究中小型泵站装机容量小，辅机少等特点，将中小型泵站自动化和信息化所需的主要设备进行简化集成，使得一套或几套相同装置的组合就可实现中小型泵站的自动化控制和信息化管理。
本实用新型一种泵站电气信息化自控专用装置集成了泵站电气主回路及二次回路，软启、软停及调功节能，主设备保护及泵站各种运行参数检测，辅助设备的控制及保护，各种泵站运行参数信息的储存及远传，远程指令的接受及执行。通过有线或无线通信网络将泵站信息传输到管理中心或接受管理中心的指令，实现多泵站群控运行，无人值守。
本实用新型一种泵站电气信息化自控专用装置是采取以下技术方案实现：
一种泵站电气信息化自控专用装置包括电气主回路（8）、二次回路（9）、LCD触摸式平板电脑、RTU1模块、RTU2模块以及GPRS远传模块。
电气主回路（8）包括隔离开关QS、断路器QF1、软启动控制器（5）、接触器KM1。隔离开关QS下端接断路器QF1，断路器QF1以下接软启动控制器（5）和接触器KM1，软启动控制器（5）上端和接触器KM1上端相连接，软启动控制器（5）下端和接触器KM1下端相连接，软启动控制器（5）和接触器KM1并联连接后下端接热继电器RG1 的上端，热继电器RG1 下端与三相电机相连。
二次回路（9）包括指示灯、按钮、中间继电器、接触器辅助触点及软启动控制器组成。单相断路器QF3接控制回路电源。指示灯HR1、HR2的1脚，自锁按钮SB2的23脚，中间继电器KA1常闭点2脚，中间继电器KA2线包13脚，接触器辅助触点11、13、15脚，中间继电器KA2的8脚，KA3的5、8脚以及按钮SB1的23脚统一连接到电源L端。指示灯HR1的2脚以及自锁按钮SB2的24脚串接中间继电器的13、14脚后接电源N端。中间继电器KA1的常闭点10脚接启动按钮SB1和停止按钮的ST1的11脚。启动按钮SB1的12脚、停止按钮的ST1的12脚、中间继电器KA1的13脚、接触器辅助点16脚、指示灯HR2的2脚接软启动控制器的输入输出。启动按钮SB1的24脚与中间继电器的9脚短接后串接停止按钮ST1的23，ST1的24脚再串接中间继电器KA1的5脚，KA1的9脚再串接KA3的13脚后KA1的14脚接电源的N端。中间继电器的HA2、KA3的12脚短接后串接接触器的线包A1、A2后再串接热继电器的辅助点11、12后接电源N端。指示灯HR3、HR4的2脚接电源N端，指示灯HR3、HR4的1脚分别接接触器的12和14端。
所述RTU1模块、RTU2模块和软启动控制器通过串口总线(3)与LCD触摸式平板电脑相连并通讯。GPRS模块(2)可通过以太网口或串口与平板电脑通讯，上传下达数据。RTU1模块为模拟量输入输出模块、RTU2为开关量输入输出模块，RTU1模块可接主机温度传感器、上、下游水位传感器、雨量传感器、水泵流量传感器等。RTU2模块输出控制泵站的冷却水泵、进出水闸门、油泵、清污机、控制开关等。本实用新型在LCD触摸式平板电脑上装有嵌入式控制和管理程序，通过控制和管理程序组态实现自动化控制和信息化管理。
所述LCD触摸式平板电脑为市售7寸屏，型号：PUPC-L70A； 所述RTU1模块为市售数字量输入输出模块，型号：MPC8-1DI/DO；所述RTU2模块为市售模拟量输入输出模块，型号：MPC8-3AI/AO ；所述GPRS模块是市售基于移动GPRS数据网络通讯的终端产品，型号：H7210。所述软启动控制器（5）采用市售型号：MMC Soft软启动控制器。
一种泵站电气信息化自控专用装置设计合理、结构紧凑，将中小型泵站自动化和信息化所需的主要设备进行简化集成，使得一套或几套相同装置的组合就可实现中小型泵站的自动化控制和信息化管理。本实用新型一种泵站电气信息化自控专用装置集成了泵站电气主回路及二次回路，软启、软停及调功节能，主设备保护及泵站各种运行参数检测，辅助设备的控制及保护，各种泵站运行参数信息的储存及远传，远程指令的接受及执行。通过有线或无线通信网络将泵站信息传输到管理中心或接受管理中心的指令，实现多泵站群控运行，无人值守。本实用新型产品可以广泛应用于中小型排涝泵站、灌溉泵站、排灌结合泵站、供水泵站和排污泵站的电气、自动化控制及信息化管理。
附图说明
图1是本实用新型电子原理示意图。
图2是图1本实用新型电子原理的二次回路放大图。
附图1中标记说明：1、LCD触摸式平板电脑，2、GPRS模块，3、串口总线，4、RTU模块，5、软启动控制器， 6、模拟量传感器或执行器，7、开关量采集及控制，8、电气主回路，9、二次回路。
附图1中标记说明：HR1、HR2、HR3、HR4为指示灯，SB1为双常开按钮，SB2为自锁常开按钮，SB2为双常闭按钮，KA1、KA2、KA3为中间继电器，KM1为接触器。QF3为小型2P断路器。
具体实施方式
以下结合说明书附图1、2对本实用新型进行详细说明，并给出具体实施方法。
参照附图1、2，一种泵站电气信息化自控专用装置包括电气主回路（8）、二次回路（9）、LCD触摸式平板电脑、RTU1模块、RTU2模块以及GPRS远传模块，用于泵站主机的电气及辅机的信息化采集及控制。
电气主回路（8）包括隔离开关QS、断路器QF1、软启动控制器（5）、接触器KM1。隔离开关QS下端接断路器QF1，断路器QF1以下接软启动控制器（5）和接触器KM1，软启动控制器（5）上端和接触器KM1上端相连接，软启动控制器（5）下端和接触器KM1下端相连接，软启动控制器（5）和接触器KM1并联连接后下端接热继电器RG1 的上端，热继电器RG1 下端为出线，热继电器RG1 下端与三相电机相连。
二次回路（9）包括指示灯、按钮、中间继电器、接触器辅助触点及软启动控制器（5）组成。单相断路器QF3接控制回路电源。指示灯HR1、HR2的1脚，自锁按钮SB2的23脚，中间继电器KA1常闭点2脚，中间继电器KA2线包13脚，接触器辅助触点11、13、15脚，中间继电器KA2的8脚，KA3的5、8脚以及按钮SB1的23脚统一连接到电源L端。指示灯HR1的2脚以及自锁按钮SB2的24脚串接中间继电器的13、14脚后接电源N端。中间继电器KA1的常闭点10脚接启动按钮SB1和停止按钮的ST1的11脚。启动按钮SB1的12脚、停止按钮的ST1的12脚、中间继电器KA1的13脚、接触器辅助点16脚、指示灯HR2的2脚接软启动控制器（5）的输入输出。启动按钮SB1的24脚与中间继电器的9脚短接后串接停止按钮ST1的23，ST1的24脚再串接中间继电器KA1的5脚，KA1的9脚再串接KA3的13脚后KA1的14脚接电源的N端。中间继电器的HA2、KA3的12脚短接后串接接触器的线包A1、A2后再串接热继电器的辅助点11、12后接电源N端。指示灯HR3、HR4的2脚接电源N端，指示灯HR3、HR4的1脚分别接接触器的12和14端。
所述RTU 1模块、RTU 2模块和软启动控制器通过串口总线(3)与LCD触摸式平板电脑相连并通讯。所述GPRS模块(2)可通过以太网口或串口与平板电脑通讯，上传下达数据。所述RTU1模块为模拟量输入输出模块、RTU2为开关量输入输出模块，所述RTU1模块可接主机温度传感器、上、下游水位传感器、雨量传感器、水泵流量传感器等。所述RTU2模块输出控制泵站的冷却水泵、进出水闸门、油泵、清污机、控制开关等。本实用新型在LCD触摸式平板电脑上装有嵌入式控制和管理程序，通过控制和管理程序组态实现自动化控制和信息化管理。
所述LCD触摸式平板电脑为7寸屏，型号：PUPC-L70A； 所述RTU1模块为市售数字量输入输出模块，型号：MPC8-1DI/DO；所述RTU2模块为市售模拟量输入输出模块，型号：MPC8-3AI/AO ；所述GPRS模块是市售基于移动GPRS数据网络通讯的终端产品，型号：H7210。所述软启动控制器（5）采用市售型号：MMC Soft软启动控制器。
如图1所示，主回路由隔离开关QS、断路器QF1、软启动控制器(5)、接触器KM1、热继电器RG1组成，隔离开关主要在维修时起隔离电源的作用。运行时隔离开关QS和断路器QF1合闸，软启动控制器(5)得电。二次回路即控制回路由按钮、指示灯、中间继电器、接触器辅助触点及软启动控制器组成，如图2所示。附图2中，QF3合闸， HR1电源指示灯亮(回路11)，控制回路得电。软启动控制器（5）采集启动按钮和停止按钮状态(回路13)，当启动按钮按下时软启动软控制（5）输出端电压缓慢上升，电机由于电压缓慢上升电机转速也缓慢上升，从而达到软起的目的。启动结束时软启动控制KA2吸合，同时KM1吸合(回路19)，电机正常运行。停止按钮按下时，软启动控制器（5）控制输出端电压缓慢下降，同时控制KA2断开，由于电机电压缓慢下降，电机转速也随之下降直到停止，从而达到软停的目的。由于软启动控制器（5）自身带有电气参数检测功能，不管启动还是停止或运行都能正确检测出电机的各项运行参数，包括三相电流、三相电压、功率、功率因数、频率等。软启动自身时刻监视电机的运行状态，当电机出现故障时，软启动会自动控制KA2断开，KA2再控制接触器KM1断开使电机断电，从而保护电机，同时软启动控制故障指示灯HR2等得电(回路17)。
作为本实用新型的优选特点，当软启动自身故障时，还可以通过启停电机。附图2中自锁按钮SB2按下并自锁时，继电器KA1得电(回路12)，软启动启停按钮失效(回路13)。此时备用启停回路(回路18)中KA1触点闭合，使得备用启停有效。启动按钮SB1按下时继电器KA3线包得电，KA3的触点(5、9)闭合使得KA3长期得电，接触器KM1也吸合(回路19)，电机全压运行，直到ST1停止按钮按下或热继电器RG1动作，KA3及接触器KM1断开。热继电器此时对电机实现保护。
附图1中RTU模块采集泵站现场的各种传感器(6、7)信号，比如主机温度、上下游水位、闸门状态、闸门高度等。RTU模块本省对以上信号进行滤波处理并转化为实际工程量和状态量。同时对需要调节的量进行控制。触摸式平板电脑(1)与软启动控制器和RTU模块通过串口总线(3)通讯，将软启动和RTU模块采集的电机运行状态、电气参数读到平板电脑上进一步处理，形成整个泵站的运行信息，同时根据泵站运行的要求自动计算处理，自动对软启动控制器和RTU模块下达自动控制命令。从而实现整个泵站的自动化运行。安装于平板上的嵌入式软件对采集的数据进行分类处理、形成各类报表、曲线、报警记录和历史数据供用户随时查询。从而实现泵站的信息化管理。附图1中DTU模块(2)为GPRS远程通讯模块直接与平板电脑相连将泵站的运行数据上传至远程调度中心，并接受远程调度指令实现泵站的远程控制。
以上具体实施案列均集成在一台开关柜内，从以上可以看出，一套或多套本实用新型装置可以实现整个中小型泵站的电气、信息化以及自动化控制。
本实用新型一种泵站电气信息化自控专用装置的特征在于将泵站电气主回路及二次回路、软启、软停及调功节能、主设备保护及泵站各种运行参数检测、辅助设备的控制及保护等等集成在一个开关柜内。并可以通过有线或无线通信网络将泵站信息传输到管理中心或接受管理中心的指令，实现多泵站群控运行，无人值守。
本实用新型一种泵站电气信息化自控专用装置，开关内带有装着嵌入式工控软件的触摸式平板电脑。
本实用新型一种泵站电气信息化自控专用装置另一个特征在于当软启动控制器自身故障导致无法实现软启软停时，紧急启停回路还可以对泵站主机进行直接启停控制。
本实用新型一种泵站电气信息化自控专用装置另一个特征在于装有GPRS远程DTU通讯模块，能过实时上传泵站运行数据，并接受远程调度中心下达的调度命令。
Claims (7)
1.一种泵站电气信息化自控专用装置，其特征在于：包括电气主回路（8）、二次回路（9）、LCD触摸式平板电脑、RTU1模块、RTU2模块以及GPRS远传模块；
电气主回路（8）包括隔离开关QS、断路器QF1、软启动控制器（5）、接触器KM1；隔离开关QS下端接断路器QF1，路器QF1以下接软启动控制器（5）和接触器KM1，软启动控制器（5）上端和接触器KM1上端相连接，软启动控制器（5）下端和接触器KM1下端相连接，软启动控制器（5）和接触器KM1并联连接后下端接热继电器RG1 的上端，热继电器RG1 下端与三相电机相连；
二次回路（9）包括指示灯、按钮、中间继电器、接触器辅助触点及软启动控制器组成；单相断路器QF3接控制回路电源，指示灯HR1、HR2的1脚，自锁按钮SB2的23脚，中间继电器KA1常闭点2脚，中间继电器KA2线包13脚，接触器辅助触点11、13、15脚，中间继电器KA2的8脚，KA3的5、8脚以及按钮SB1的23脚统一连接到电源L端；指示灯HR1的2脚以及自锁按钮SB2的24脚串接中间继电器的13、14脚后接电源N端，中间继电器KA1的常闭点10脚接启动按钮SB1和停止按钮的ST1的11脚，启动按钮SB1的12脚、停止按钮的ST1的12脚、中间继电器KA1的13脚、接触器辅助点16脚、指示灯HR2的2脚接软启动控制器的输入输出，启动按钮SB1的24脚与中间继电器的9脚短接后串接停止按钮ST1的23，ST1的24脚再串接中间继电器KA1的5脚，KA1的9脚再串接KA3的13脚后KA1的14脚接电源的N端，中间继电器的HA2、KA3的12脚短接后串接接触器的线包A1、A2后再串接热继电器的辅助点11、12后接电源N端，指示灯HR3、HR4的2脚接电源N端，指示灯HR3、HR4的1脚分别接接触器的12和14端；
所述RTU1模块、RTU2模块和软启动控制器通过串口总线(3)与LCD触摸式平板电脑相连并通讯，GPRS模块(2)可通过以太网口或串口与平板电脑通讯，上传下达数据。
2.根据权利要求1所述的一种泵站电气信息化自控专用装置，其特征在于：所述RTU1模块为模拟量输入输出模块、RTU2为开关量输入输出模块，RTU1模块连接主机温度传感器、上、下游水位传感器、雨量传感器、水泵流量传感器；所述RTU2模块输出连接控制泵站的冷却水泵、进出水闸门、油泵、清污机、控制开关。
3.根据权利要求1所述的一种泵站电气信息化自控专用装置，其特征在于：所述LCD触摸式平板电脑为7寸屏，型号为PUPC-L70A。
4.根据权利要求1所述的一种泵站电气信息化自控专用装置，其特征在于：所述RTU1模块为数字量输入输出模块，型号为MPC8-1DI/DO。
5.根据权利要求1所述的一种泵站电气信息化自控专用装置，其特征在于：所述RTU2模块为模拟量输入输出模块，型号为MPC8-3AI/AO。
6.根据权利要求1所述的一种泵站电气信息化自控专用装置，其特征在于：所述GPRS模块是基于移动GPRS数据网络通讯的终端产品，型号为H7210。
7.根据权利要求1所述的一种泵站电气信息化自控专用装置，其特征在于：所述软启动控制器采用型号为MMC Soft软启动控制器。
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