CN204304404U - 一种智能水泵风机控制柜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能水泵风机控制柜，涉及电气技术领域。该装置包括断路器与交流接触器，电流互感器，零序互感器，以及微机保护装置；所述断路器的第一端与所述智能水泵的电源连接；所述断路器的第二端与所述交流接触器的第一端连接；所述交流接触器的第二端与所述电流互感器的第一端连接；所述电流互感器的第二端与所述零序互感器的第一端连接；所述零序互感器的第二端与所述智能水泵的负载电机连接；所述微机保护装置与所述智能水泵的电源连接；所述微机保护装置通过导线与所述电流互感器连接；所述微机保护装置通过导线与所述零序互感器连接。所述智能水泵风机控制柜具有通讯能力，减少了维护人员的备件备品，并且可自检负载的状态，当负载设备出现故障，及时报警，大大提高了控制箱的操控效率，提高了企业的生产经营效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电气技术领域，尤其涉及一种智能水泵风机控制柜。
背景技术
随着现代社会的快节奏生活和社会老龄化趋势，人们对智能设备提出了越来越高的要求。智能设备科提供诸多的便利，以水泵控制箱为例，智能水泵风机控制箱具有过载、过流、欠压、过压、欠流、短路、缺相、漏电、相位等综合功能于一身，并且增加定时自检，馈线自检和通讯功能。
传统的控制箱采用继电器系统去实现上述智能水泵风机控制柜的功能需要大量的控制继电器，现实生活中由于各个厂家制做的二次控制回路各不相同，一旦不同控制继电器安装后，对于维护人员需要需要配备的元器件多，维护成本高，且浪费大量有色金属。同时，传统的控制箱不具备通讯功能，不能实时反馈各个风机水泵的运行参数与状态。传统的控制箱设备占地面积大、运行噪音大、发热大、损坏元件垃圾多。传统的控制箱并不具备巡检功能，建筑内的风机水泵等有些设备长时间不运行，对于负载的设备没有馈线自检，不能判断设备的好坏，当负载设备损坏时没有及时报警提醒维护人员。此为普遍存在的问题，在建筑物发生火灾时，有相当数量的消防水泵与风机在接到启动信号后不能启动，延误了灭火时机，给国家财产和人民的生命安全造成极大的损失。
鉴于上述传统控制箱的缺陷，由此造成了传统控制箱的操控效率较低，从而严重影响了企业的生产效率。
发明内容
针对上述问题，本实用新型提供一种智能水泵风机控制柜，旨在解决现有传统控制箱维护成本高，且不具备通信功能，以及不能自检报警提醒等造成的操控效率较低，严重影响企业生产经营效率的问题。
为实现上述目的，本实用新型包括断路器与交流接触器，电流互感器，零序互感器，以及微机保护装置；所述断路器的第一端与所述智能水泵的电源连接；所述断路器的第二端与所述交流接触器的第一端连接；所述交流接触器的第二端与所述电流互感器的第一端连接；所述电流互感器的第二端与所述零序互感器的第一端连接；所述零序互感器的第二端与所述智能水泵的负载电机连接； 所述微机保护装置与所述智能水泵的电源连接；所述微机保护装置通过导线与所述电流互感器连接；所述微机保护装置通过导线与所述零序互感器连接。
进一步地，所述断路器的第一端与所述智能水泵的电源连接包括：所述断路器的第一端与所述智能水泵的电源通过闭合开关连接。
进一步地，所述断路器的第二端与所述交流接触器的第一端连接包括：所述断路器的第二端与所述交流接触器的第一端通过闭合开关连接。
进一步地，所述智能水泵风机控制柜还包括操作面板，所述操作面板与所述微机保护装置连接。
进一步地，所述智能水泵风机控制柜还包括熔断器；所述微机保护装置与所述智能水泵的电源连接包括：所述微机保护装置经由所述熔断器与所述智能水泵的电源连接。
进一步地，所述熔断器用于，当电流超过规定值时，断开电路以保护二次电路元件。
进一步地，所述断路器用于保护电源线路及电动机，当所述电源线路或所述电动机发生严重的过载或者短路及欠压时能自动切断电路；所述交流接触器用于远距离接通及分断电路，频繁起动及控制交流电动机；所述电流互感器串接在主回路，二次回路联接至微机保护装置，用于实时采样电机的工作电流；所述零序互感器用于当电路中发生触电或漏电故障时，切断电源。
进一步地，所述微机保护装置包括电源电路、电压检测电路、电流检测电路、MCU核心电路、数字输入电路、数字输出电路、以及操作面板；所述电源电路与所述电压检测电路的第一端连接；所述电压检测电路的第二端与所述电流检测电路的第一端连接；所述电流检测电路的第二端与所述MCU核心电路的第一端连接；所述MCU核心电路的第二端与所述数字输入电路的第一端连接；所述数字输入电路的第二端与所述数字输出电路的第一端连接；所述数字输出电路的第二端与所述操作面板连接。
进一步地，所述微机保护装置具有定时自检、馈线自检和通讯功能。
与传统的控制箱相比，本实用新型提供了一种智能水泵风机控制柜，通过包括断路器与交流接触器，电流互感器，零序互感器，以及微机保护装置的设计，所述智能水泵风机控制柜具有通讯能力，减少了维护人员的备件备品，并且 可自检负载的状态，当负载设备出现故障，及时报警，大大提高了控制箱的操控效率，提高了企业的生产经营效率。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型提供的控制箱外形效果示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
如图1所示，图1为本实用新型提供的一种智能水泵风机控制柜，包括断路器与交流接触器，电流互感器，零序互感器，以及微机保护装置；所述断路器的第一端与所述智能水泵的电源连接；所述断路器的第二端与所述交流接触器的第一端连接；所述交流接触器的第二端与所述电流互感器的第一端连接；所述电流互感器的第二端与所述零序互感器的第一端连接；所述零序互感器的第二端与所述智能水泵的负载电机连接；所述微机保护装置与所述智能水泵的电源连接；所述微机保护装置通过导线与所述电流互感器连接；所述微机保护装置通过导线与所述零序互感器连接。
与传统的控制箱相比，本实用新型提供了一种智能水泵风机控制柜，通过包括断路器与交流接触器，电流互感器，零序互感器，以及微机保护装置的设计，所述智能水泵风机控制柜具有通讯能力，减少了维护人员的备件备品，并且可自检负载的状态，当负载设备出现故障，及时报警，大大提高了控制箱的操控效率，提高了企业的生产经营效率。
本发明人在实现本实用新型的过程中，发现本实用新型至少具有如下优点：首先，控制箱具有通讯能力：可以通过远程上位机系统，远程监控设备的运行参数。通过物联网技术，可将建筑内的所有控制联网通讯、监控，实现智能建筑；其次，相同功率的风机水泵控制箱具有互换性，减少维护人员的备件备品；再则，可自检负载的状态，当负载设备出现故障，及时报警，大大提高了设备的安全性；所述控制箱还可以全功能保护，杜绝负载设备在电源不正常的状态下运行，防止发生故障毁坏；最后，所述控制箱具有可编程输入输出口，可以根据不同应用场合，设置控制端子的动作状态，内置常用的风机水泵控制功能，快速调用，快速集成。
作为本实用新型进一步改进，所述断路器的第一端与所述智能水泵的电源连接包括：所述断路器的第一端与所述智能水泵的电源通过闭合开关连接。
作为本实用新型进一步改进，所述断路器的第二端与所述交流接触器的第一端连接包括：所述断路器的第二端与所述交流接触器的第一端通过闭合开关连接。
作为本实用新型进一步改进，所述智能水泵风机控制柜还包括操作面板，所述操作面板与所述微机保护装置连接。
作为本实用新型进一步改进，所述智能水泵风机控制柜还包括熔断器；所述微机保护装置与所述智能水泵的电源连接包括：所述微机保护装置经由所述熔断器与所述智能水泵的电源连接。
作为本实用新型进一步改进，所述熔断器用于，当电流超过规定值时，断开电路以保护二次电路元件。
作为本实用新型进一步改进，所述断路器用于保护电源线路及电动机，当所述电源线路或所述电动机发生严重的过载或者短路及欠压时能自动切断电路；所述交流接触器用于远距离接通及分断电路，频繁起动及控制交流电动机；所述电流互感器串接在主回路，二次回路联接至微机保护装置，用于实时采样电机的工作电流；所述零序互感器用于当电路中发生触电或漏电故障时，切断电源。
作为本实用新型进一步改进，所述微机保护装置包括电源电路、电压检测电路、电流检测电路、MCU核心电路、数字输入电路、数字输出电路、以及操作面板；所述电源电路与所述电压检测电路的第一端连接；所述电压检测电路的第二端与所述电流检测电路的第一端连接；所述电流检测电路的第二端与所述MCU核心电路的第一端连接；所述MCU核心电路的第二端与所述数字输入电路的第一端连接；所述数字输入电路的第二端与所述数字输出电路的第一端连接；所述数字输出电路的第二端与所述操作面板连接。
其中，微机保护装置的数字核心一般由CPU、存储器、定时器/计数器、Watchdog等组成。数字核心的主流为嵌入式微控制器(MCU)，即通常所说的单片机；输入输出通道包括模拟量输入通道(模拟量输入变换回路(将CT、PT、LT所测量的量转换成更低的适合内部A/D转换的电压量，±2.5V)、低通滤波器及采样、A/D转换)和数字量输入输出通道(人机接口和各种告警信号等)。其具体电 路结构及功能描述如下：电源电路：电源电路上采用变压器降压，输出DC24V，和DC5V，以及ADC基准DC2.5V电压。电压检测电路：电压检测电路由微型电压互感器，低通滤波器，和模似量调理电路组成，将市电电压经电压互感器降压、滤波、调理后送至MCU的ADC端口进行采样。电流检测电路：电流检测电路由微型电流互感器，低通滤波器，和模似量调理电路组成，将市电电流经电流互感器降压、滤波、调理后送至MCU的ADC端口进行采样。MCU核心电路：MCU核心电路由于单片机以及辅助元件构成，如晶振、电容、电阻等，根据不同的MCU选择不同的辅助元件构成。MCU负责数字处理，以及模数转换、通讯等。数字输入电路：数字输入电路由于光耦、电阻、端子等元件组成，外部的输入用光耦进行隔离后将信号送至MCU引脚。数字输出电路：数字输出电路由三极管、继电器、二极管、端子等构成。MCU的1个引脚控制一个继电器，MCU引脚控制三极管的基极，用三极管驱动继电器线圈。继电器的触点引至端子。操作面板：操作面板由显示电路，按钮，指示灯等构成。显示电路可以由数码管或液晶显示屏显示，显示电路可显示运行的状态、以及电机的参数、故障信息等。通过按钮可以设置和控制水泵风机的运行以及参数设置。所述控制面板的布局设计可参考图2，图2为本实用新型提供的控制箱外形效果示意图，应当理解，本实用新型并不具体限定该控制面板的外形效果，本实用新型还可包括其它可能的实现方式。
作为本实用新型进一步改进，所述微机保护装置具有过载、过流、欠压、过压、欠流、短路、缺相、漏电、相位、定时自检、馈线自检和通讯功能。其中，对上述功能具体描述如下：1特大短路瞬时保护：保护电流与开关主体额定电流有关，其整定电流为20In±20％、动作时间t4≤2～3ms。2短路瞬时保护：保护电流与电子脱扣器额定工作电流有关，其整定电流为16In±15％、动作时间t3≤0.1ms。3短路短延时或定时限保护：保护电流与电子脱扣器额定工作电流有关，其整定电流面板上可调(6～12Ir1)±15％(电动机保护)、(3～6Ir1)±10％(配电保护)、延时动作整定时间t2＝0.2s。4过载长延时保护：保护电流与电子脱扣器额定工作电流有关，其整定电流Ir1面板可调0.4～1Ie，反时限特性为12T＝(1.5Ir1)2t1，t1为长延时电流1.5Ir1时的整定时间，配电用t1＝64s，电动机用t1＝128s。5缺相、断相保护：动作整定时间为2s。6三相不平衡保护：任意二相 电流相差超过50％，动作整定时间为2s。7过压保护：三相470±10V，动作整定时间5s。8欠压保护：三相270±10V，动作整定时间5s。9启动延时：短路短延时或定时限不保护，整定时间为2s。10漏电保护：剩余电流根据客户要求定制，动作时间≤0.1s(延时型为0.3s)。11预报警功能：电流可调。12在线编程功能。13试验功能。14定时自检功能。可设定时间隔时间0-999H，或每天24内任一时间段。此功能可保护水泵风机长时间不运行发生生锈等现像。15馈线自检功能：当控制柜输出主回路时，微机保护装置检测输出电流，当无电流输出时进行报警及切断电源(可设定)。16累计运行时间记录。17通讯功能。支持主流的MODBUS通讯协议、西门子PPI通讯协议、西门子MPI通讯协议、MODBUS-TCP通讯协议。18可编程输入输出端口。19内置常用水泵风机的二次控制方式，快速设置。
上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种智能水泵风机控制柜，其特征在于，包括断路器与交流接触器，电流互感器，零序互感器，以及微机保护装置；所述断路器的第一端与所述智能水泵的电源连接；所述断路器的第二端与所述交流接触器的第一端连接；所述交流接触器的第二端与所述电流互感器的第一端连接；所述电流互感器的第二端与所述零序互感器的第一端连接；所述零序互感器的第二端与所述智能水泵的负载电机连接；所述微机保护装置与所述智能水泵的电源连接；所述微机保护装置通过导线与所述电流互感器连接；所述微机保护装置通过导线与所述零序互感器连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能水泵风机控制柜，其特征在于，所述断路器的第一端与所述智能水泵的电源连接包括：所述断路器的第一端与所述智能水泵的电源通过闭合开关连接。
3.根据权利要求1所述的一种智能水泵风机控制柜，其特征在于，所述断路器的第二端与所述交流接触器的第一端连接包括：所述断路器的第二端与所述交流接触器的第一端通过闭合开关连接。
4.根据权利要求1所述的一种智能水泵风机控制柜，其特征在于，所述智能水泵风机控制柜还包括操作面板，所述操作面板与所述微机保护装置连接。
5.根据权利要求1所述的一种智能水泵风机控制柜，其特征在于，所述智能水泵风机控制柜还包括熔断器；所述微机保护装置与所述智能水泵的电源连接包括：所述微机保护装置经由所述熔断器与所述智能水泵的电源连接。
6.根据权利要求5所述的一种智能水泵风机控制柜，其特征在于，所述熔断器用于，当电流超过规定值时，断开电路以保护二次电路元件。
7.根据权利要求1所述的一种智能水泵风机控制柜，其特征在于，所述断路器用于保护电源线路及电动机，当所述电源线路或所述电动机发生严重的过载或者短路及欠压时能自动切断电路；所述交流接触器用于远距离接通及分断电路，频繁起动及控制交流电动机；所述电流互感器串接在主回路，二次回路联接至微机保护装置，用于实时采样电机的工作电流；所述零序互感器用于当电路中发生触电或漏电故障时，切断电源。
8.根据权利要求1所述的一种智能水泵风机控制柜，其特征在于，所述微机保护装置包括电源电路、电压检测电路、电流检测电路、MCU核心电路、数字输入电路、数字输出电路、以及操作面板；所述电源电路与所述电压检测电路的第 一端连接；所述电压检测电路的第二端与所述电流检测电路的第一端连接；所述电流检测电路的第二端与所述MCU核心电路的第一端连接；所述MCU核心电路的第二端与所述数字输入电路的第一端连接；所述数字输入电路的第二端与所述数字输出电路的第一端连接；所述数字输出电路的第二端与所述操作面板连接。
9.根据权利要求1所述的一种智能水泵风机控制柜，其特征在于，所述微机保护装置具有定时自检、馈线自检和通讯功能。
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