CN204028676U - 具有远程运行控制功能的计量泵电动行程调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有远程运行控制功能的计量泵行程调节装置，可克服现有计量泵行程调节器只能调节行程而不能对计量泵的运行进行控制的不足，通过电控接触器隔离板，在微控制器的控制下，可接通或断开三相交流电，从而实现泵的启、停。本专利还可在微控制器的控制下，使计量泵按定时投加、定量投加及周期投加模式工作。在定时模式下，当设定时间到时，微控制器控制电控接触器隔离板断开交流电，使计量泵自动停止工作。在定量模式下，当达到设定投加量时，微控制器控制电控接触器隔离板断开交流电，使计量泵自动停止工作。在周期模式，到达工作时间，则自动启动泵工作；到达待机时间，则自动停止泵工作，从而按设定周期周而复始的运行。

Description

具有远程运行控制功能的计量泵电动行程调节装置

技术领域

本申请涉计量泵流量调节与运行控制领域，特别是涉及一种具有远程运行控制功能的计量泵行程调节装置。

技术背景

计量泵广泛应用于石油、化工、污水处理、热电厂、环保及制药等行业的流体定量投加和比例投加。计量泵流量调节方式分为变频调节和行程调节两种。变频调节方式中，行程大小是固定的，而行程频率是可变的。行程调节中行程频率是固定的，而行程大小是可变的。两种方式各有千秋，变频调节方式，机械结构简单，节能效果显著，动态响应特性好，可满足自动化生产系统在线实时控制的情况；主要缺点是调节范围比行程调节方式小，通常为30～100%，只要设计合理，对绝大多数流体投加过程都能满足要求。行程调节方式的主要优点是调节范围在0～100%之间；主要缺点是机械结构复杂、成本高，动态响应响特性差，小流量工作时，精度比较差，但在流量要求宽泛围的场合仍在使用。对于柱塞泵和隔膜泵可分别通过调节柱塞行程和隔膜行程来调节流量的大小。

行程控制方式又分为手动控制和电动控制两种。手动方式需人工到达现场用专用手轮来调节行程，因现场工作环境恶劣，一般不便人工操作。电动控制方式通过电动调节器代替手轮调节，可实现远程调节，但其传动机构比手动调节复杂得多，成本也很高。

本专利针对现有电动行程调节器只能调节流量，不能远程控制计量泵启、停，不能按生产工艺要求的工作模式运行的不足，在现有公知的行程调节装置的基础上，设计了一种具有远程运行控制功能的计量泵电动调节装置。

现有计量泵的电动行程调节装置可接收4-20mA控制信号或通过数据总线（如RS485总线、CAN总线等）接收数字控制信号，并按接收到的控制信号调节行程范围，达到调节流量的目的。现有的行程调节装置存在如下问题：

1.  即使行程为零（相应的流量也为零），冲程频率仍按固有的频率变化，即驱动电机仍按额定转速运转，处于做无用功的状态，这不利于节能和减少机械传动部件的磨损。

2. 只能调节流量的大小，不能控制计量泵的启、停，若要控制启、停，需采取两种方式，其一是到达现场通过启、停按钮控制，这将使得电动行程调节的优势大打折扣；其二是另外配置控制装置和相应的控制线路来实现远程启、停，这将导致成本增加，给安装和使用带来不便。

3. 实际计量泵工作时，除了连续工作外，经常要求定时投加、定量投加、间歇式周期投加等多种工作方式，而现有的电动行程调节器不具备这些功能，要达到这些功能，需另外配置其他控制器和相应的控制线路，这将与第2中情形一样，也会导致成本增加，给安装和使用带来不便。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种具有远程运行控制功能的计量泵行程调节装置，多个计量泵行程调节装置通过通信网络总线和远程控制器连接，所述计量泵行程调节装置具有微控制器核心板、人机接口和通信接口，通信接口与远程控制器连接通信，微控制器核心板控制电动行程调节器的步进电机或伺服电机转动，所述步进电机或伺服电机与调节计量泵行程的丝杆相连，所述微控制器核心板通过电控接触器隔离板与计量泵的驱动电机相连。

进一步的，所述电控接触器隔离板是机械触点式继电器或固态继电器。

进一步的，所述电控接触器隔离板是独立的线路板，或者与其他线路板集成在一起。

进一步的，所述通信网络总线可以是CAN总线，也可以是RS-485，Profibus，FF，Modbus工业现场总线。

本实用新型的具有远程运行控制功能的计量泵行程调节装置不仅具有行程调节功能，更重要的是具有运行控制功能，可根据实际需要控制计量泵的启、停，可控制计量泵在连续、定量、定时及周期等多种方式下运行。

附图说明

图1是控制拓扑结构图；

图2是现有的计量泵电动行程控制结构图；

图3 是本申请计量泵电动行程调节装置结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

控制结构拓扑结构如图1所示，本申请的计量泵电动行程调节装置不仅可以根据安装在控制室内的远程控制器的控制指令，控制计量泵的行程在0～100%之间变化，而且还可以远程控制计量泵的启、停，使计量泵根据实际工作需要，在连续、定时、定量、周期等模式下运行。计量泵的各种运行状态（例如，瞬时流量、累积量、故障信息）也可反馈给远程控制器。远程控制器还可根据每个计量泵行程调节装置的ID号，查询其参数和工作模式设定情况。图1中通信网络总线可以CAN总线，也可以是RS-485，，Profibus，FF，Modbus等任何工业现场总线。

    现有的电动行程调节器控制结构如图2所示，通过手动接触器接通或断开三相交流电来实现计量泵的启、停。微控制器核心板发出脉冲控制信号使电动行程调节器的步进电机或伺服电机转动，再通过与此驱动电机相连的丝杆调节计量泵行程，最终达到调节流量的目的。微控制器核心板具有人机接口和通信接口，可实现行程的远程调节。这种装置只能控制计量泵的行程，不能自动控制泵的启、停，更不能自动控制计量泵在定量投加、定时投加、周期投加等多种工作模式下运行。

本发明的计量泵电动行程调节装置如图3所示，以微控制器核心板为核心，具有人机接口和通信接口，通信接口可与远程控制器实现双向数字通信。与现有的电动行程调节器一样，微控制器核心板通过发出脉冲控制信号使电动行程调节器的步进电机或伺服电机转动，再通过与此驱动电机相连的丝杆调节计量泵行程，最终达到调节流量的目的。不同于图2所示的现有电动行程调节器，本专利所述的电动行程调节装置，在微控制器核心板的控制下通过电控接触器隔离板接通计量泵的驱动电机的三相交流电来启动计量泵工作，同理在微控制器核心板的控制下关断三相交流电可使计量泵停止工作。因此，本申请的计量泵调节装置不仅可以调节流量，还可远程控制计量泵的启、停。该装置可通过人机接口，设定连续投加、定量投加、定时投加、周期投加等多种工作模式，这些设定也可通过远程控制器完成。通过通信接口和网络通信总线，所有的控制均可远程实现。

在定时模式下，当设定时间到时，微控制器核心板控制电控接触器隔离板断开交流电，使计量泵自动停止工作。在定量模式下，当达到设定投加量时，微控制器核心板控制电控接触器隔离板断开交流电，使计量泵自动停止工作。在周期模式，达到工作时间，则自动启动泵工作；达到待机时间，则自动停止泵工作，从而按设定周期周而复始的运行。

电控接触器隔离板具有交、直流隔离作用，用直流来控制交流的通断，可用任何型类型的电控接触器来实现，例如，用三相交流固态继电器可实现这一功能。在计量泵电动行程调节器领域，如不改变连接结构，仅改变电控接触器类型也属于本专利的保护范围。

Claims (4)

1.一种具有远程运行控制功能的计量泵行程调节装置，多个计量泵行程调节装置通过通信网络总线和远程控制器连接，所述计量泵行程调节装置具有微控制器核心板、人机接口和通信接口，通信接口与远程控制器连接通信，微控制器核心板控制电动行程调节器的步进电机或伺服电机转动，所述步进电机或伺服电机与调节计量泵行程的丝杆相连，其特征在于：所述微控制器核心板通过电控接触器隔离板与计量泵的驱动电机相连。

2.如权利要求1所述的具有远程运行控制功能的计量泵行程调节装置，其特征在于：所述电控接触器隔离板是机械触点式继电器或固态继电器。

3.如权利要求1所述的具有远程运行控制功能的计量泵行程调节装置，其特征在于：所述电控接触器隔离板是独立的线路板，或者与其他线路板集成在一起。

4.如权利要求1所述的具有远程运行控制功能的计量泵行程调节装置，其特征在于：所述通信网络总线可以是CAN总线，也可以是RS-485，Profibus，FF，Modbus工业现场总线。