一種泵站自動巡檢plc控制裝置制造方法
【專利摘要】一種泵站自動巡檢PLC控制裝置，其特征在于：在中心控制室的計算機內安裝PLC控制裝置，所述的PLC控制裝置包括PLC主機，PLC主機內安裝有中央處理器CPU、存儲器、輸入接口、輸出接口、通訊接口和電源設備，外部電源通過空氣開關和UPS接入PLC主機內，遠程控制的水泵房安裝執(zhí)行器和傳感器，將水泵房的實時信息通過設備動力回路和線路連接到PLC主機內的輸入接口，PLC主機發(fā)出的指令也從輸出接口通過設備動力回路和線路連接到執(zhí)行器；PLC主機通過現(xiàn)場總線與人機界面、打印設備連接。
【專利說明】-種泵站自動巡檢PLC控制裝置

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種PLC控制裝置，尤其涉及泵房巡檢的控制裝置。

【背景技術】
[0002] 目前，一些工業(yè)項目中的取水泵房、泵站靠近水源地，則距離廠區(qū)較遠，泵類及閥 門的電動機控制較多的還采用常規(guī)的動力控制箱，操作人員經(jīng)常需要花費較多時間來回巡 視、查看這些偏遠地方的設備，極不方便。此外，由于一些季節(jié)性生產(chǎn)廠區(qū)，如甘蔗制糖廠， 停產(chǎn)期間設備較長時間不起動且設備不定時巡檢，泵類或閥門經(jīng)長時間靜置由于銹蝕或潤 滑不暢等導致無法及時投入運行，對生產(chǎn)造成影響或者需要花費更多的人力和時間進行投 產(chǎn)前的檢修。針對上述情況，有必要對水泵機組進行周期性的自動巡檢，以保持水泵的機械 性能和電氣性能始終處于良好狀態(tài)。


【發(fā)明內容】

[0003] 本實用新型的目的是提供一種為了克服現(xiàn)有偏遠地區(qū)電動機設備控制不便、自動 化程度不高等缺陷的新型控制裝置，能夠自動控制、巡檢，遠程監(jiān)控，降低勞動強度，提高作 業(yè)效率。
[0004] 本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：
[0005] -種泵站自動巡檢PLC控制裝置，其特征在于：該裝置包括PLC控制器、人機界面、 數(shù)據(jù)打印、電源設備以及空氣開關；PLC控制器的輸入模塊接收動力設備、電動機設備、現(xiàn) 場傳感器及人機界面發(fā)出的輸入信號并將信號存儲在存儲器中，經(jīng)中央處理器根據(jù)存儲器 中預設的程序對輸入信號進行判斷和處理，并根據(jù)程序設定的時間間隔和運行方式，經(jīng)輸 出模塊輸出信號控制電動機設備低速運行以完成設備定期巡檢，或控制電動機設備正常工 作，若設備巡檢過程中出現(xiàn)故障，則斷開其主動力回路；運行過程中的實時數(shù)據(jù)記錄在PLC 控制器的存儲器中，通過通信技術，傳輸至人機界面進行顯示及上級控制室，以便運行人員 對設備進行監(jiān)控。
[0006] 一種泵站自動巡檢PLC控制裝置，其特征在于，所述的PLC主機通過現(xiàn)場總線還連 接到上級控制系統(tǒng)以及移動存儲器。PLC控制裝置可將運行數(shù)據(jù)通過打印機或移動存儲器 輸出。通過外部接口連接打印機，或連接到USB接口移動存儲器存儲。
[0007] -種泵站自動巡檢PLC控制裝置，其特征在于，所述的執(zhí)行器是：水泵電動機、水 泵本體和電動閥門。
[0008] -種泵站自動巡檢PLC控制裝置，其特征在于，所述的通信技術采用串行通信總 線。以PLC控制器為核心，上位機為實時監(jiān)控體的控制系統(tǒng)。通過上位機對PLC數(shù)據(jù)的讀 寫監(jiān)控，實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集、傳送以及調度的自動化和信息化。
[0009] -種泵站自動巡檢PLC控制裝置，其特征在于，所述的人機界面采用彩色液晶多 功能觸摸屏。人機界面顯示有手動、自動控制方式，利用觸摸屏作為人機接口，能實時顯示 運行數(shù)據(jù)如運行電流、設備狀態(tài)、巡檢次數(shù)、開停次數(shù)、故障記錄等保存在控制器內并傳輸 至人機界面進行顯示，實現(xiàn)了對泵站的智能控制及監(jiān)測，大大增加了系統(tǒng)控制的靈活性。觸 摸屏從觸摸點檢測裝置上接收觸摸信息，并將它轉換成觸點坐標，再送給CPU，它同時能接 收CPU發(fā)來的命令并加以執(zhí)行。
[0010] 本實用新型的有益效果是：
[0011] 1.本裝置安裝接線方便，可與開關廠生產(chǎn)的控制柜配套使用；
[0012] 2.水泵低速巡檢：低速巡檢不給管網(wǎng)系統(tǒng)加壓、無管網(wǎng)和噴頭破裂之憂；
[0013] 3.設備的巡檢時間及巡檢周期可人為設定，水泵逐臺變頻無壓自動巡檢；
[0014] 4.具有故障聲、報警功能并與上級控制室有互動操作接口。可以降低運行人員的 勞動強度，提高效率和自動化程度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1是本實用新型的系統(tǒng)結構圖
[0016] 圖2是本實用新型實施例的管道儀表流程圖。
[0017] 圖2中各編號代表的設備為：水泵電動機1 ;水泵本體2 ;水泵出口電接點壓力表 3 ;水泵出口電動閥門4 ;水泵出口母管電接點壓力表5。

【具體實施方式】
[0018] 以下對本實用新型的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例 僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0019] 本實用新型實施例為對一處水源泵房的兩臺供水泵及其出口電動蝶閥進行巡檢 和控制。電源及計量柜采用雙電源自動轉換開關，負責接受電網(wǎng)提供的雙回電源并可自動 切換，柜內安裝電流互感器以及多功能電表，能夠測量、顯示當前供電回路的三相電壓值、 三相電流值并對有功功率及無功功率進行計量。水泵動力柜內安裝熔斷器、浪涌保護器、隔 離開關、斷路器、接觸器、變頻器以及轉換開關、按鈕和指示燈，負責向每一個水泵的電動機 供電并控制其起/停，對電動機提供保護。電動閥門動力柜內隔離開關、斷路器、接觸器、可 逆接觸器電機綜合保護器〈雙向電動機用〉以及轉換開關、按鈕和指示燈，負責向每一個電 動閥門的供電并控制其開/關，對電動機提供保護?？刂乒駜劝惭b小型PLC、彩色液晶多功 能觸摸屏、小型打印機和小型UPS，負責接收電源及計量柜、水泵動力柜、電動閥門動力柜的 輸入信號并輸出信號對水泵、電動閥門進行控制，記錄有關數(shù)據(jù)和信息并在觸摸屏上顯示 運行畫面和實時數(shù)值，提供打印輸出以及網(wǎng)絡通信，并且可通過觸摸屏對控制參數(shù)進行調 整和設置，小型UPS用于保證控制柜的供電可靠性，其中打印機采用專用打印機箱，可嵌入 控制柜安裝。為了實現(xiàn)控制柜對水泵及其閥門的控制，從水泵動力柜、電動閥門動力柜向 PLC控制柜的可編程序控制器<PLC>之間進行以下信號傳輸：
[0020] PLC輸入信號：
[0021] 水泵主回路斷路器位置信號
[0022] 水泵自動控制狀態(tài)信號
[0023] 水泵變頻器準備就緒信號
[0024] 水泵運行電流實時信號
[0025] 水泵轉速反饋信號
[0026] 水泵運行狀態(tài)信號
[0027] 水泵電機故障狀態(tài)信號
[0028] 水泵變頻器故障狀態(tài)信號
[0029] 電動閥主回路斷路器位置信號
[0030] 電動閥自動控制狀態(tài)信號
[0031] 電動閥開向運行狀態(tài)信號
[0032] 電動閥關向運行狀態(tài)信號
[0033] 電動閥開到位狀態(tài)信號
[0034] 電動閥關到位狀態(tài)信號
[0035] 電動閥電機故障狀態(tài)信號
[0036] 水泵出口管道壓力表動作信號
[0037] 水泵出口母管壓力表動作信號
[0038] PLC輸出信號：
[0039] 水泵起動指令信號 [0040] 水泵停止指令信號
[0041] 水泵變頻器轉速給定信號
[0042] 電動閥開指令信號
[0043] 電動閥關指令信號
[0044] 結合圖2,本實用新型多功能電動機控制裝置實施例在每個水泵出口的管道上安 裝耐震電接點壓力表，壓力表的接點動作值整定為水泵額定揚程對應的壓力值；另外在水 泵出口母管也安裝耐震電接點壓力表，該壓力表的接點動作值整定為管道壓力下限值。
[0045] 水泵及電動閥門正常運行時，由運行人員將轉換開關轉動到工作狀態(tài)，可通過手 動控制或自動控制進行操作。手動時可通過控制柜觸摸屏或動力柜上按鈕按常規(guī)方式逐臺 控制相應設備，自動控制則只需按下觸摸屏上相應軟按鈕即可由PLC內建立的程序控制先 獲取當前設備的狀態(tài)并判斷是否有故障發(fā)生，若有故障或異常將發(fā)出報警信號，若排除異 常信息的存在，則設備按設定好的起動順序、變頻起動曲線以及出力自動運行。運行時，程 序先判斷水泵出口電動閥門是否處于關閉狀態(tài)，否則將關閉電動閥門，之后，根據(jù)變頻起動 曲線將水泵采用軟起動方式投入運行并帶入額定出力，當水泵出口電接點壓力表讀數(shù)達到 整定值，即水泵出口達到額定揚程對應的壓力值時，自動打開水泵出口電動閥門，向廠區(qū)管 網(wǎng)供水。通過PLC的控制以及變頻器的調節(jié)還可實現(xiàn)兩臺水泵恒壓供水或當水泵為一用一 備工作制，工作泵故障，水泵出口母管電接點壓力表壓力低動作，PLC接收到母管壓力低信 號時，控制備用泵變頻起動投入運行，并調節(jié)其出力滿足供水壓力的要求。
[0046] 當水泵及電動閥門較長時間處于非工作狀態(tài)時，由運行人員通過控制柜上觸摸屏 事先設定好巡檢間隔時間及每次巡檢時設備運行的時間，之后由控制柜內PLC啟動巡檢程 序。程序啟動后，首先，按預先設定的順序先對電動閥門逐臺進行巡檢，將閥門開向運行和 關向運行各兩次，檢查閥門執(zhí)行器以及閥桿等部件能否正常工作、限位開關動作是否到位， 若這過程中閥門無故障狀態(tài)信息返回PLC且閥門開/關到位觸點均可正常置位則代表閥 門處于正常狀態(tài)，否則PLC將發(fā)出報警提示并斷開閥門主回路。其次，閥門能夠正常運行 后，則根據(jù)設定好的順序對水泵進行巡檢，實施例設定水泵巡檢順序為從1#泵到2#泵，此 時PLC檢測變頻器是否就緒，然后控制1#泵出口電動閥門關閉，起動變頻器并以一個較低 的頻率輸出驅動1#泵低速起動，同時根據(jù)1#泵電機運行電流值以及轉速反饋值將水泵電 機維持在一個低速運轉狀態(tài)并保持數(shù)分鐘，若這個過程中PLC未接收到水泵電機綜合保護 器以及變頻器產(chǎn)生的故障狀態(tài)信息則代表1#泵狀態(tài)良好，此時可停止1#泵，結束對1#泵 的巡檢。之后以同樣方式對2#泵進行巡檢。由于采用低速巡檢，水泵運轉時達不到額定出 力，水泵出口電接點壓力表的接點不動作，水泵出口電動閥門將繼續(xù)保持關閉狀態(tài)，不會對 供水管網(wǎng)造成影響。
[0047] 巡檢過程中的狀態(tài)信息和實時數(shù)據(jù)都記錄在PLC的存儲器中，過程信息在觸摸屏 上顯示，同時可通過觸摸屏的打印接口將數(shù)據(jù)通過打印機輸出或者將有關數(shù)據(jù)從觸摸屏的 USB接口經(jīng)由移動存儲器拷貝出來。采用RS485通信還可將水泵、電動閥門的運行和巡檢信 息傳輸至上級控制室，方便運行人員對設備進行監(jiān)控。
[0048] 由于本實用新型多功能電動機控制裝置在工作時采用PLC控制，在工作過程中可 以節(jié)省大量人力物力，PLC控制具有可編程的特性，可以根據(jù)需要進行編程，選擇合適的工 作方式，在特殊情況下可以采取人工操控模式，比較靈活。
[0049] 最后應說明的是：以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本 實用新型，盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員 來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征 進行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均 應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種泵站自動巡檢PLC控制裝置，其特征在于：在中心控制室的計算機內安裝PLC 控制裝置，所述的PLC控制裝置包括PLC主機，PLC主機內安裝有中央處理器CPU、存儲器、 輸入接口、輸出接口、通訊接口和電源設備，外部電源通過空氣開關和UPS接入PLC主機內， 遠程控制的水泵房安裝執(zhí)行器和傳感器，將水泵房的實時信息通過設備動力回路和線路連 接到PLC主機內的輸入接口，PLC主機發(fā)出的指令也從輸出接口通過設備動力回路和線路 連接到執(zhí)行器；PLC主機通過現(xiàn)場總線與人機界面、打印設備連接。
2. 根據(jù)權利要求1所述的泵站自動巡檢PLC控制裝置，其特征在于：所述的PLC主機 通過現(xiàn)場總線還連接到上級控制系統(tǒng)以及移動存儲器。
3. 根據(jù)權利要求1所述的泵站自動巡檢PLC控制裝置，其特征在于：所述的執(zhí)行器是： 水泵電動機、水泵本體和電動閥門。
4. 根據(jù)權利要求1所述的泵站自動巡檢PLC控制裝置，其特征在于：現(xiàn)場總線的通信 技術采用串行通信。
5. 根據(jù)權利要求1所述的泵站自動巡檢PLC控制裝置，其特征在于：所述的人機界面 采用彩色液晶多功能觸摸屏。
【文檔編號】G05B19/05GK203909550SQ201420274875
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年5月27日 優(yōu)先權日:2014年5月27日
【發(fā)明者】黎敏潔, 吳奇, 覃賢體 申請人:中國輕工業(yè)南寧設計工程有限公司