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        發(fā)射機(jī)雙臺(tái)水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)的探析

        2016-05-30 07:57:58劉祝勇
        科技尚品 2016年4期
        關(guān)鍵詞:自動(dòng)控制發(fā)射機(jī)繼電器

        劉祝勇

        摘 要:在大功率發(fā)射機(jī)中,一次水冷卻系統(tǒng)是保證機(jī)器正常運(yùn)行的必要條件。而水泵的主備用切換是冷卻系統(tǒng)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。本文通過兩種水泵主備用切換電路的分析、比較,提出了一種更加科學(xué)和合理的解決方法,并提出了水泵的主備用切換采用壓力信號控制為主、電流控制為輔的理念。

        關(guān)鍵詞:發(fā)射機(jī);水泵;繼電器;自動(dòng)控制

        冷卻系統(tǒng)是大功率發(fā)射機(jī)的重要組成部分,而水泵是冷卻系統(tǒng)中的心臟。為了提高整個(gè)冷卻系統(tǒng)的可靠性,在冷卻系統(tǒng)中,通常會(huì)設(shè)置備用水泵,并且其工作能力通常不小于一臺(tái)主用泵。增設(shè)備用泵能夠增加整個(gè)系統(tǒng)的安全性、可靠性,冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中,主備用泵的切換是實(shí)現(xiàn)冷卻備用泵投入工作的重要手段,也是冷卻系統(tǒng)可靠、安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。

        1 100kW發(fā)射機(jī)水泵自動(dòng)倒換的原理

        1.1 電路結(jié)構(gòu)

        以靶式流量計(jì)、繼電器和倒換開關(guān)為關(guān)鍵器件,構(gòu)成主備水泵電源控制電路。

        1.2 主要作用

        對水壓實(shí)時(shí)監(jiān)測,通過水壓去控制水泵運(yùn)轉(zhuǎn)。

        1.3 工作過程

        見圖1,當(dāng)水泵電源接觸器1K3動(dòng)作,控制電流經(jīng)過已閉合的S3-S4接點(diǎn),使延時(shí)繼電器5K1得電,開始延時(shí)。

        控制電流通過5K1的4-1接點(diǎn)、倒備用水泵豆開關(guān)5S1的6-2接點(diǎn)和備用水泵接觸器5K2的常閉接點(diǎn)使主用水泵接觸器5K3得電動(dòng)作,主用水泵得電運(yùn)轉(zhuǎn)。

        水路水壓正常后,靶式流量計(jì)的感應(yīng)壓力開關(guān)5WC1動(dòng)作,其常開接點(diǎn)C-CX閉合,此時(shí)延時(shí)繼電器5K1延時(shí)結(jié)束,并動(dòng)作,4-1接點(diǎn)打開,5-8接點(diǎn)閉合。因?yàn)榘惺搅髁坑?jì)的常開接點(diǎn)C-CX已閉合,5K1的4-1接點(diǎn)打開已不能影響主用水泵接觸器5K3的得電通路,主用水泵得電控制過程結(jié)束。

        當(dāng)因水泵故障或其他原因造成水路壓力過低,靶式流量計(jì)5WC1動(dòng)作,C-CX接點(diǎn)打開,切斷主用水泵接觸器5K3的得電通路,5K3釋放,主用水泵失電。同時(shí)5K3的常閉接點(diǎn)閉合,控制電流經(jīng)過S3-S4接點(diǎn)、5K1的5-8接點(diǎn)、倒備用水泵豆開關(guān)5S1的4-1接點(diǎn)和主用水泵接觸器5K3的常閉接點(diǎn)使備用水泵接觸器5K2得電動(dòng)作,備用水泵得電運(yùn)轉(zhuǎn),倒備過程結(jié)束。

        此時(shí)將倒備豆開關(guān)5S1倒動(dòng),使其接點(diǎn)3-1和5-2均閉合,電路將進(jìn)入從備用泵倒回主用泵的待機(jī)狀態(tài)。

        1.4 原電路的總結(jié)

        原電路只能單向切換水泵,但水泵切換后,想要再切回原來水泵運(yùn)行,必須人工干預(yù)豆開關(guān)更不能定周期自動(dòng)輪換水泵工作,這對于水泵長期穩(wěn)定運(yùn)行是不利的;原電路僅設(shè)計(jì)用一種空氣開關(guān)做保護(hù),電路設(shè)計(jì)沒有考慮電機(jī)的短路、過載、過壓、缺相、欠壓、過熱等保護(hù)功能。保護(hù)措施明顯不完備,缺少熱繼電器、熔斷保險(xiǎn)絲、過壓欠壓保護(hù)等;此外還缺少必要的故障指示和聲光報(bào)警系統(tǒng),值班員只能根據(jù)電磁閘的吸合狀態(tài)來觀察水泵運(yùn)行情況,這給值班當(dāng)中的正常巡視和應(yīng)急預(yù)案處置帶來了難度。

        2 改造后的電路工作原理

        2.1 電路設(shè)計(jì)原則

        手動(dòng)、自動(dòng)雙重原則;回路互鎖原則;無間隙切換水泵原則;定周期自動(dòng)輪換水泵工作原則;其中一臺(tái)水泵故障時(shí),自動(dòng)輪換退出原則;水壓壓力控制和電流控制兼顧原則。

        2.2 重點(diǎn)器件簡介

        KT1、 KT2--通電延時(shí)的時(shí)間繼電器,工作原理是:通電開始計(jì)時(shí),此時(shí)觸點(diǎn)狀況并不立即發(fā)生變化,達(dá)到設(shè)定時(shí)間時(shí),觸點(diǎn)狀態(tài)切換(即常閉觸點(diǎn)變?yōu)閿嚅_,常開觸點(diǎn)閉合),斷電后觸點(diǎn)狀態(tài)立即復(fù)位。其工作特點(diǎn)是通電延時(shí),斷電不延時(shí)。這類繼電器有多種類型,這里采用的是“秒振蕩信號”計(jì)數(shù)的電子型繼電器。

        5K1--斷電延時(shí)時(shí)間繼電器,其工作機(jī)制是:當(dāng)繼電器通電后觸點(diǎn)狀態(tài)立即切換,直到斷電后,延時(shí)常開接點(diǎn)并不立刻動(dòng)作,而是開始計(jì)時(shí),達(dá)到設(shè)定時(shí)間時(shí)觸點(diǎn)狀態(tài)才復(fù)位,延時(shí)接通常閉接點(diǎn),斷開常開接點(diǎn)。其工作特點(diǎn)是通電不延時(shí),斷電延時(shí)。

        萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)主要用于各種控制線路的轉(zhuǎn)換、切換等,還可以用于直接控制小容量繼電器的起動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)打向手動(dòng)模式(左旋45°)時(shí),觸點(diǎn)1-2、3-4、5-6閉合,其余觸點(diǎn)打開;打向0°時(shí),沒有觸點(diǎn)閉合;置于自動(dòng)模式(右旋45°)時(shí),觸點(diǎn)7-8、9-10、11-12閉合,其余打開。

        2.3 電路工作原理

        2.3.1 手動(dòng)工作狀態(tài):以1#泵為例(見圖2),當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)置于手動(dòng)位置時(shí),電流流經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)的9-10,手動(dòng)停泵按鈕S1B,至手動(dòng)合泵常開按鈕S1A,當(dāng)按下啟泵按鈕后,電流流經(jīng)熱繼電器常閉接點(diǎn)FR1,至繼電器線圈,繼電器KM1、KA1、KT1得電動(dòng)作,至此1#水泵開始運(yùn)轉(zhuǎn)。其中KM1的一對接點(diǎn)使繼電器自保,KA1的一對接點(diǎn)使1#水泵啟動(dòng)指示燈亮起。2#水泵工作原理和1#水泵相同,在此不再詳述。

        2.3.2 自動(dòng)工作狀態(tài):(見圖2)當(dāng)發(fā)射機(jī)合主控以后,此時(shí)水泵還未轉(zhuǎn)動(dòng),所以流量計(jì)的常閉接點(diǎn)是接通的,電流流經(jīng)它后使延時(shí)繼電器5K1得電動(dòng)作,其常開接點(diǎn)5K1接通。當(dāng)水泵轉(zhuǎn)動(dòng)使水壓升高后,流量計(jì)的常開接點(diǎn)會(huì)斷開,當(dāng)由于斷電延時(shí)繼電器5K1的存在,5K1的常開接點(diǎn)會(huì)在達(dá)到設(shè)定時(shí)間后才斷開。繼電器5K1在這里的作用是:當(dāng)水泵水壓沒達(dá)到正常值前,為KM1控制回路提供一個(gè)回路,直至水壓正常后5WC1常開接點(diǎn)閉合。

        當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)置于自動(dòng)模式時(shí),1-2接通,電流流經(jīng)5WC1接點(diǎn),KA3常閉接點(diǎn),KM2常閉接點(diǎn),熱繼電器FR1常閉接點(diǎn),使繼電器KM1、KA1、KT1得電工作。此時(shí)的2#泵回路里,雖然轉(zhuǎn)換開關(guān)3-4及流量計(jì)壓力開關(guān)是接通的,但由于KM1常閉接點(diǎn)的互鎖作用,2#泵回路是不會(huì)得電工作的。

        2.3.3 自動(dòng)周期輪換:(見圖3)當(dāng)1#泵回路正常工作后,KT1繼電器得電開始計(jì)時(shí),達(dá)到設(shè)定時(shí)間后KT1動(dòng)作,其附屬接點(diǎn)接通,此時(shí)KT2和FR2是接通的,繼電器KA3從而得電吸合,同時(shí)自保持。KA3吸合后,其常閉接點(diǎn)斷開,使1#泵控制回路失電停止工作;同時(shí)另一對附屬常開接點(diǎn)接通,使2#泵回路接通工作,從而完成了由1#泵倒2#泵的自動(dòng)切換過程。同樣的道理,當(dāng)繼電器KT2工作夠設(shè)定的時(shí)間時(shí),其常閉接點(diǎn)會(huì)斷開KA3回路,使繼電器KA3釋放,從而又使2#泵停轉(zhuǎn)而1#泵開始運(yùn)轉(zhuǎn)。如此周而復(fù)始,達(dá)到定期自動(dòng)輪換水泵的目的。

        2.4 改造后電路的總結(jié)

        針對原電路的不足,主要增設(shè)了兩臺(tái)水泵自動(dòng)定周期輪換工作,增加了電流控制式保護(hù)電路來保護(hù)電機(jī),具備手動(dòng)自動(dòng)兩種工作模式,設(shè)計(jì)簡單,功能健全,特點(diǎn)突出,優(yōu)點(diǎn)明顯。

        2.5 思考

        根據(jù)實(shí)際應(yīng)用,可以引入雙臺(tái)水泵并行同步工作的機(jī)制;還可以增加水壓自控,水溫聯(lián)控,高壓連鎖、遠(yuǎn)程遙控等功能。

        3 結(jié)論

        通過對新舊兩種電路的分析、比較,我們能清晰地看到,改造后的電路,無論從系統(tǒng)的角度看,還是從可靠性角度看,都有著原電路無法比擬的優(yōu)勢。新電路功能完善,保護(hù)更加完備,電路設(shè)計(jì)簡單而新穎獨(dú)特,易于實(shí)現(xiàn),有利于改造,投入少而成效大。改造后,能有效防范責(zé)任性事故的發(fā)生,極大提高設(shè)備的可靠性,在實(shí)際應(yīng)用中有實(shí)用價(jià)值和重要意義。

        參考文獻(xiàn)

        [1]李平.水泵綜合試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究[D].西北農(nóng)林科技大學(xué),2007.

        [2]李子源.高壓水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)的改造[J].江西冶金,2015,35(4):34-36.

        [3]唐全暉.淺談排水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)[J].電工技術(shù):理論與實(shí)踐,2015,(6):239.

        (作者單位:國家新聞出版廣電總局724臺(tái))

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