TWI405233B - Water treatment switch box module method and device thereof - Google Patents

Description

水處理開關箱模組方法及其裝置

本發明是一種改善水處理開關箱模組的方法及其裝置，特別是一種揚水或污水處理等水處理開關箱，以電子控制模組式使其配接簡單化並提升安全性的技術。

不論是住宅、大樓、工廠、或政府機關的建築體，幾乎都設置有淨水供應的揚水電機系統，或者更包括有廢水排放處理的電機系統。該等電機系統主要是由一控制盤(或稱開關箱)控制抽水馬達啟動或停止。因為抽水馬達經常性的運轉，因此難免有故障而需要定期或緊急維修。

目前抽水馬達的電機控制系統，主要是分成箱體、主電源回路、與控制回路三個單元。一般水處理配電迴路的示意圖如第1圖所示，其電源10經過載保護斷路器11後，由兩個電磁接觸器過載保護電驛(MS)12與13，分別控制供應電流給馬達14與/或15而驅動各所屬的幫浦。供連結於各水位感測器的感測單元(FS)與一交替控制回路(EX)16，則用以控制該驅動哪一個馬達。

其中控制回路與接線方式，每一承製的廠商所設計的都不一樣，每一個電機人員所習慣的配線方式也不一樣，所以維修人員不見得能完全瞭解原先設計或原配線人員的想法，因此維修時經常捨棄其原有電路配接方式，而另外依自己的習慣去配接，其目 的只要讓抽水幫浦能夠正常啟動或停止，達成淨水供應或者廢水排放的目的就可以。這種問題因循已經數十年而不變，所以老舊或經過維修後的開關箱，其內部的配線都密密麻麻、亂七八糟。也因此萬一維修人員配線有點疏忽，就會造成電路異常或者工安的意外事件。

抽水馬達的電機控制系統在維修時，經常發生意外事件，甚至於造成維修人員的傷亡，所以也有必要設計更安全的控制系統與裝置。

總言之，水處理的電機控制系統與現場實務，有幾點問題亟待解決：

1.維修幫浦時，帶電部位無法完全斷電，以致可能發生電感事故。

2.因為負載過大引起過載電驛(熱電元件)跳脫時，必須開啟電氣開關箱進行復歸(Reset)動作，因此容易碰觸帶電部位而發生感電的工安事故。

3.主電路無逆相電驛保護設計，使得馬達容易因接線錯誤而逆向旋轉，或造成運轉效率極低的問題。

4.控制回路電源沒有降壓到人體安全接觸電壓的範圍內，在接線或維修時容易在外接線端子(如浮球開關/電極棒接點)造成感電事故。

5.每家廠商設計理念不一，在排列方式、設計功能、接點或 接線編號、與線路配裝方式均不相同，紊亂不齊，將造成維修不易。

6.通用之外接感應器，一般為浮球開關、或電極棒兩種，因編號方式不同，在更換時維修者不易辨別，而增加維修的困難度。

以上問題存在已久，卻一直未能妥善解決。

(目的)

本發明的主要目的在於提供一種水處理開關箱模組方法。

本發明的次一目的在提供一種水處理開關箱模組裝置。

本發明的另一目的在於提供一種構成安全式水處理開關箱的方法。

本發明的又一目的在於提供一種高度安全的水處理開關箱裝置，其安全性的電機作業可以滿足安全要求、不用開啟電氣箱也可以進行復歸動作，所以可以維護工安。控制回路電壓為直流(DC)24V，因此外接感應回路施工時，安全上不會產生事故。

本發明的其他目的使主電源控制有逆相保護功能，能確保負載進行最有效率的運轉。提供一構造簡單，安裝方便的水處理開關箱模組方法及其裝置，所有內外部接點都有統一標示，並且選擇固定端子及排線連接端子兩種其中之一的方式，達到完全模組化及配線的標準化，將誤接的機率降至最低，甚至於不會發生。

(技術內容)

本發明的水處理開關箱模組方法及其裝置，對於前有技術的 問題所解決的手段包括：

列出所有可能發生工安事故的情況，並提出解決方式。

列出所有必要元件，分別模組化並予標準化。

列出所有想到達到控制要求的功能，並製成自動化電子控制器，甚至於使用IC電路設計。

盤內模組化(包括控制回路、主電源回路、外接感應器或端子台)以固定及線控相連結。

器材全部以國際電工法規標準化編制來標示，使規格標準一致化。

內部的配線控制電源以紅色，控制回路以黃色，外接感應器以藍色，也統一標準化。

本發明的水處理開關箱模組方法及其裝置，主要包括箱體、主電源回路、與控制回路，是以自動化電子控制模組組成該控制回路。其中該電子控制模組有固定或排接的方式。箱體的盤面上有電子指示板。集中後各端子上都標示清楚所有接點，並可以用排線接點連接，該等排線接點主要是包括：主電源控制板、盤面指示器面板、與外接感應器板。箱體的盤面上是用鑰匙鎖定裝置操控主電源回路強制斷電，以保證主電源確實斷路。該盤面上有復歸控制元件，並透過一撓性傳導元件，透過機械傳動的方式去控制控制箱體內的復歸按鈕。

其中自動化電子控制模組是將所有控制接點、固定端子規格 化標示，且可預留外接排線接點。自動化電子控制模組主電路控制板上，除主電源配線路外，所有元件之控制接點皆可引至端子台並標示之，且可預留外接排線插頭或插座。其中以標準化標示的端子，包括對於電源輸入RST端，輸出電路幫浦A端、幫浦B端，及外接感測器端至少其中之一。其中控制回路並具有防止馬達逆相連接的控制。

茲就本發明的方法與裝置的技術內容，分別詳述如下。

為保證維修的安全性，本發明構成安全式水處理開關箱的方法，主要是：建構一加鎖開關在開關箱上；建構一開關單元串連著開關箱的主電源；與連動該加鎖開關的動作而控制該開關單元接通或切斷開關箱的主電源。上述方法還可包括：連接一撓性傳導線在該加鎖開關與該開關單元之間，並透過該撓性傳導線機械傳動的方式，去控制該開關單元動作以接通或切斷主電源。依據上述方法，本發明提供的高度安全性水處理開關箱裝置，其盤面固定一加鎖開關，藉著可操作的鑰匙鎖定(Key Lock)，使用機械性強制主電源斷電，譬如在主電源外加開關、無熔絲開關、或者電磁開關，並以撓性傳導線透過機械傳動的方式去控制該等元件的主電源斷電按鈕，確保斷電。

就本發明的裝置總成而言，所提供的水處理開關箱模組裝置，包括：一具有盤面的箱體；一固定在該箱體內的一主電源回路；與一固定在該箱體內連接著該主電源回路，且根據水位回饋 訊號運作的控制回路；其特徵在於該控制回路是一自動化電子控制模組化組成的回路。

在箱體的盤面上有電子指示板，且較佳的是盤面上有一鑰匙鎖定裝置供操控主電源回路強制斷電，以保證主電源確實斷路。進一步地，該箱體的盤面上有一復歸按鈕，且該箱體具有至少一復歸控制元件，該復歸按鈕透過一撓性傳導元件可控制該復歸控制元件。

本發明裝置的自動化電子控制模組是將所有控制接點、固定端子規格化標示，且可預留外接排線接點。其中該自動化電子控制模組的控制回路外接端，除主電源配線路外，所有元件之控制接點皆引至端子台並標示之，且預留外接排線插頭或插座。所有外接端的標示是採國際電工標準化之記號，且以一對一方式匹配，或以完全標準模組化排線連結。

本發明以自動化電子控制模組組成該控制回路，甚至於以IC回路設計。將所有水處理要達到之控制功能，全部集中在控制器，在開關箱的控制盤內沒有控制回路的接線配置與組裝。換言之，本發明提供了一種構成安全式水處理開關箱的方法，包括：建構主電源回路；建構一模組化的電子式控制回路，該控制回路接受水位回饋訊號後處理監控並進而控制該主電源回路；與標準化標示該控制回路各外接端，以防止誤接。上述方法，還包括建構一加鎖電源開關供將開關箱的盤面鎖固於該開關箱。

(功效與結果)

本發明提供的水處理開關箱模組方法及其裝置，可具有下列各種改善效果：

1.安全性的電機作業可以滿足安全要求，開關箱的盤面利用特殊的鑰匙鎖定(Key Lock)，可保證將維修中的主電源斷路。

2.在開關箱的盤面上有電驛過載復歸開關(Reset PB)，因此不用開啟電氣箱也可以進行復歸動作，所以可以維護工安。

3.控制回路電壓為直流(DC)24V，因此外接感應回路施工時，安全上不會產生事故。

4.主電源控制回路加裝逆相保護功能，能確保負載進行最有效率的運轉。

5.自動化電子控制模組有固定及排程兩用型，可提供組裝或維修上都方便使用。

6.指示器的面板固定於自動化控制器或盤面時，可選擇嵌入或露出兩種其中之一方式。

7.本案構造簡單，安裝方便，所有內外部接點都有統一標示，並且選擇固定端子及排線連接端子兩種其中之一的方式，達到完全模組化及配線的標準化，將誤接的機率降至最低，甚至於不會發生。

本發明的水處理開關箱模組方法及其裝置，主要包括箱體、 主電源回路、與控制回路，是以自動化電子控制模組組成該控制回路。

其中該電子控制模組有固定或排接的方式。箱體的盤面上有電子指示板。箱體的盤面上是用鑰匙鎖定裝置操控主電源回路強制斷電，以保證主電源確實斷路。該盤面上有復歸按鈕，並透過一撓性傳導元件，透過機械傳動的方式去控制控制箱體內的復歸控制元件。

其中自動化電子控制模組是將所有控制接點、固定端子規格化標示，且可預留外接排線接點。自動化電子控制模組主電路控制板上，除主電源配線路外，所有元件之控制接點皆可引至端子台並標示之，且可預留外接排線插頭或插座。在控制盤上對於電源輸入RST，輸出電路幫浦A、幫浦B，及外接感測器各以標準化標示。所有外部的標示採國際標準化，且以一對一方式匹配，或以排線連結，完全標準模組化。其中控制回路具有防止馬達逆相連接的控制。

為保證維修的安全性，使用盤面可操作的鑰匙鎖定(Key Lock)，使用機械性強制主電源斷電，譬如在主電源外加開關、無熔絲開關、或者電磁開關，並以撓性傳導線透過機械傳動的方式去控制該等元件的主電源斷電按鈕，確保斷電，除非有鑰匙打開，不然即使打開開關箱也無法將電源再投入。

本發明以自動化電子控制模組組成該控制回路，甚至於以IC 回路設計。將所有水處理要達到之控制功能，全部集中在控制器，在開關箱的控制盤內沒有控制回路的接線配置與組裝。集中後各端子上都標示清楚所有接點，並可以用排線接點連接，該等排線接點主要是包括：主電源控制板、盤面指示器面板、與外接感應器板。本案代表性的方法與配置如各圖所示。

如第2圖與第3圖所示，顯示了本發明裝置的全自動化電子控制器配接示意，與模組化開關箱裝置的外觀，說明將對外連接端的各端子各以標準化標示的較佳實施例。如第2圖所示，由控制回路為主體構成的全自動化電子控制器40表面，主要包含了指示燈組41、與各對外連接端。其中各對外連接端包括譬如是供電連結於盤面30的連接座(或者是連接頭，以下所述連接座皆同此說明)42、供電連結於主電源板50的連接座43、供電連結於上水塔感測器的連接座44、供電連結於下水塔感測器的連接座45等。請同時參考第4A圖顯示的主電源控制板的標準化配接，主電源控制板對外連接端可包括各標準化標示記號的端子座，譬如供上水塔浮球連接用的上水塔端子座46，其中上浮球的一對接點各標示E2、E3，下浮球的一對接點各標示E3、E2；相似的，供下水塔浮球連接用的下水塔端子座47，其中上浮球的一對接點各標示E2、E1，下浮球的一對接點各標示E3、E2。另外供電源控制用的端子座48，較佳的實施例是可分別標示：AC電源、Coil A的A1，A2、Coil B的A1，A2、電驛(MS A)51常開接點97，98、電驛(MS B)52常開 接點97，98、與電驛(MS A)51常閉接點95，96、電驛(MS B)52常閉接點95，96。以上說明可知本發明電子控制模組的外接有固定的端子座或排接的方式，二種方式可擇其一或同時設置，但都加以標準化標示。第3圖所示開關箱20箱體的盤面30上有電子指示燈組41，且有一鑰匙鎖定裝置(Key Lock)，簡稱加鎖開關22，供操控主電源回路強制斷電，以保證主電源確實斷路。該盤面上有復歸(Reset)用的復歸按鈕21，並透過一撓性傳導元件(可應用本案發明人另一第096205390號「可快速結合於電機開關的撓性觸動器」申請案的裝置)，透過機械傳動的方式去控制控制箱體內的控制元件。第3圖所示的盤面30上另設有防止馬達逆相連接的控制回路指示燈23。電源由電源端子24電連接導入，內含KEY LOCK斷電裝置、與RESET復歸裝置的主電源板50，電連接著全自動化電子控制器40，下端的第一組端子座25供電連接至幫浦A，第二組端子座26供電連接至幫浦B，第三組端子座27供電連接至外接感測器與監控點。

第2圖所示的全自動化電子控制器配接示意，可同時參考第4A、4B、4C圖。其中第4A圖說明主電源控制板的標準化配接，電源由電源端子24導入，經過載保護斷路器(CB)28後，由兩個電驛(MS A)51與電驛(MS B)52，個別地經過端子座25、26分別控制供應電流給馬達而驅動各所屬的幫浦A或B。

揚水控制系統其端子有22點，第4B圖說明清水揚水盤外接感 測器的標準化配接，若使用連接座用4 pin的就可以。而污水控制系統其端子有20點，第4C圖則說明污水盤外接感測器的標準化配接，其標準化標記實施例為：低水位浮球E1、E2；高水位浮球E2、E3；高高水位浮球E4、E4，若使用污水盤連接座49則需用6pin的。

本案的主控制電路方塊示意圖。外接感測器(譬如是浮球開關、電極棒)(方塊73)與主電源MS所有控制點(方塊74)的各訊號，集中處理並產生所有控制功能(方塊75)。內部交替回路(方塊76)則控制兩個馬達交替或者同時運轉，對外的連接點則可利用端子座53或者是連接座54。

如第6圖更詳細的實施例說明圖所示，電源60電源轉換控制回路(方塊61)供應馬達交替作用控制回路(方塊62)、內部對鎖作用控制回路(方塊63)、內部防止誤動控制回路(方塊64)、主電源動作控制回路(方塊65)、外接感測器控制回路(方塊66)等電流。其中該馬達交替作用控制回路(方塊62)、內部對鎖作用控制回路(方塊63)、與內部防止誤動控制回路(方塊64)，共同將處理的訊號經外部指示系統回路(方塊67)顯示或產生動作訊號。外部指示系統回路(方塊67)、主電源動作控制回路(方塊65)、外部操作點控制回路(方塊68)等的外接端，都集中到TB1內部所有控制回路輸出點端子(方塊69)。主電源控制回路保護裝置(方塊70)處理的指令訊號傳給外部操作點控制回路(方塊68)監控，然後再下達給主電源動作控制回路(方塊65)。上 述外接感測器控制回路(方塊66)經TB2感測器輸出端子(方塊71)，與上述TB1內部所有控制回路輸出點端子(方塊69)分別電連接至TB自動化電子控制器所有輸出點端子(方塊72)，其中若是揚水控制系統其端子有22點，而污水控制系統其端子有20點。另外有一主電源逆相欠相過載保護控制回路(方塊72)在監控整個電路系統，在主電源有逆相連接、欠相、或過載的情況時，產生切斷主電源與產生信號等保護動作。

以上實施例的說明用以陳明本案之可行性，但並非用以限定本案。任何熟悉此項技藝者在不脫離本案之精神及範圍內，所進行的更動與修飾，但皆仍應屬於本案之專利範圍所含括者。

10‧‧‧電源

11‧‧‧過載保護斷路器

12、13‧‧‧電磁接觸器過載保護電驛(MS)

14、15‧‧‧馬達

16‧‧‧感測單元(FS)與交替控制回路(EX)

20‧‧‧開關箱

21‧‧‧復歸按鈕

22‧‧‧加鎖開關

23‧‧‧指示燈

24‧‧‧電源端子

25‧‧‧端子座

26‧‧‧端子座

27‧‧‧端子座

28‧‧‧過載保護斷路器(CB)

30‧‧‧盤面

40‧‧‧全自動化電子控制器

41‧‧‧指示燈組

42‧‧‧連接座

43‧‧‧連接座

44‧‧‧連接座

45‧‧‧連接座

46‧‧‧上水塔端子座

47‧‧‧下水塔端子座

48‧‧‧供電源控制用的端子座

49‧‧‧污水盤連接座

50‧‧‧主電源板

51‧‧‧電驛(MS A)

52‧‧‧電驛(MS B)

53‧‧‧端子座

54‧‧‧連接座

60‧‧‧電源

第1圖為一般水處理配電迴路的示意圖。

第2圖是本案水處理開關箱模組裝置的配接外觀示意圖。

第3圖是本案水處理開關箱模組開關箱裝置的外觀示意圖。

第4A、4B、4C圖分別是本案水處理開關箱模組的配接標準化說明示意圖，其中第4A圖說明主電源控制板的標準化配接，第4B圖說明清水揚水盤外接感測器的標準化配接，第4C圖則說明污水盤外接感測器的標準化配接。

第5圖本案的主控制電路方塊示意圖。

第6圖為第5圖主控制電路更詳細的方塊示意圖。

40‧‧‧全自動化電子控制器

41‧‧‧指示燈組

42‧‧‧連接座

43‧‧‧連接座

44‧‧‧連接座

45‧‧‧連接座

46‧‧‧上水塔端子座

47‧‧‧下水塔端子座

48‧‧‧供電源控制用的端子座

Claims (11)

1. 一種水處理開關箱模組裝置，包括：一具有盤面的箱體；一固定在該箱體內的一主電源回路；與一固定在該箱體內連接著該主電源回路，且根據水位回饋訊號運作的控制回路；其特徵在於該控制回路是一自動化電子控制模組化組成的回路，該自動化電子控制模組是將所有控制接點、固定端子規格化標示，且可預留外接排線接點；該自動化電子控制模組的控制回路外接端，除主電源配線路外，所有元件之控制接點皆引至端子台並標示之，且預留外接排線插頭或插座其中之一；該控制回路外接端對於電源輸入RST，輸出電路幫浦A、幫浦B，及外接感測器各以標準化標示；以及該箱體的盤面上有一鑰匙鎖定裝置供操控主電源回路強制斷電，以保證主電源確實斷路。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之水處理開關箱模組裝置，其中該箱體的盤面上有電子指示板。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之水處理開關箱模組裝置，其中該箱體的盤面上有一復歸按鈕，且該箱體內具有至少一復歸控制元件，該復歸按鈕透過一撓性傳導元件控制該復歸控制元件。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之水處理開關箱模組裝置，其中所有外接端的標示是採國際電工標準化之記號，且以一對一方式匹配，或以完全標準模組化排線連結。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之水處理開關箱模組裝置，其中該控制回路具有防止馬達逆相連接的控制回路。
6. 依據申請專利範圍第1項所述之水處理開關箱模組裝置，其中該控制回路具有一該馬達交替作用控制回路、一內部對鎖作用控制回路、與一內部防止誤動控制回路，共同電連結於一外部指示系統回路而將處理的訊號顯示或產生動作訊號。
7. 一種構成申請專利範圍第1項所述之水處理開關箱模組裝置的方法，包括：建構主電源回路；建構一模組化的電子式控制回路，該控制回路接受水位回饋訊號後處理監控並進而控制該主電源回路；與標準化標示該控制回路各外接端，以防止誤接，該被標準化標示的各外接端包括電源輸入RST端，輸出電路幫浦A端、幫浦B端，及外接感測器端；以及建構一加鎖電源開關供將開關箱的盤面鎖固於該開關箱，並設定該加鎖電源開關在鎖定盤面的位置保持著主電源通路，且設定在啟開盤面的位置則使主電源斷路。
8. 一種將申請專利範圍第1項所述之水處理開關箱模組裝置模組的方法，包括：建構一開關箱箱體，並在該箱體內建構一加鎖開關在開關箱上供將開關箱的盤面鎖固於該開關箱；建構一開關單元串連著開關箱的主電源；連動該加鎖開關的動作而控制該開關單元接通或切斷開關箱 的主電源；建構主電源回路在該箱體內；建構控制回路在該箱體，與模組化該控制回路並使電子控制自動化；藉固定端子座或藉排接的連接座至少其中之一，建構該控制回路的信號與控制電源的對外連接端；與將該對外連接端對於電源輸入RST端，輸出電路幫浦A端、幫浦B端，及外接感測器端至少其中之一的各端子各以標準化標示。
9. 依據申請專利範圍第8項所述之方法，還包括：連接一撓性傳導線在該加鎖開關與該開關單元之間，並透過該撓性傳導線機械傳動的方式，去控制該開關單元動作以接通或切斷主電源。
10. 依據申請專利範圍第8項所述之方法，還包括：建構復歸按鈕在該盤面上，並使其透過一撓性傳導元件控制箱體內的復歸控制元件。
11. 依據申請專利範圍第8項所述之方法，還包括：在控制回路建構具有防止馬達逆相連接的控制回路。