一种压裂车控制系统的电源保护电路的制作方法

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一种压裂车控制系统的电源保护电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电气设备技术领域,涉及一种压裂车控制系统的电源保护电路。
【背景技术】
[0002]压裂车是提高油气采收率的重要装备,目前控制系统普遍采用了 PLC控制器,除了 PLC之外控制系统还包括触摸屏、工业交换机、网关、发动机控制模块ECM、传动箱控制模块TCM等,通过PLC控制发动机ECM与传动箱TCM来实现压裂栗的转速变化,使得压裂液以一定压力与排量注入井口中。
[0003]目前控制系统的电源普遍采用底盘车的车载铅酸蓄电池,电源经由电缆线引入电气控制柜内,压裂车在作业完成之后,关闭台上设备电源开关就可以关断电源,但在压裂作业时常常发生完成作业后忘记关断电源开关的情形,这使得控制系统,特别是柴油机与传动箱电子控制模块在台上发动机熄火之后仍然带电,而柴油机电子控制模块ECM与传动箱电子控制模块TCM耗电量较大,如果压裂车放置不用的时间稍长,蓄电池长期给负载供电而不充电就会造成过放电,蓄电池容量下降,底盘车启动困难甚至因提供的启动电流太小而无法启动,控制系统也无法得电,只得用专用的充电机对蓄电池组充电,这将大大影响压裂车的工作可靠性,为了防止忘记关断电源开关而引起的蓄电池过放电,有必要设计一种电源保护电路。
[0004]常见的电源保护电路是在供电控制电路中使用机械式的限位开关,将限位开关安装于电气控制柜的操作面板上,作业完毕时将电气控制柜的盖板落下,限位开关因与盖板接触而切断供电电路,这种电路虽然实施起来简单,但限位开关容易受安装条件所限,当电控柜操作面板与电控柜盖板之间的距离较小时,限位开关就无法安装,另外限位开关采用机械触点,遇到有电流冲击时会产生火花,电气安全特性较低。
[0005]因此设计一种安装灵活、使用安全可靠的电源保护电路,是控制系统在压裂车使用中遇到的现实问题,当压裂车控制系统作业完工仍长期得电时,保护电路就能自动切断负载供电,从而可以保护蓄电池,延长蓄电池的使用寿命,最终也提高了压裂车控制系统的稳定性。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种压裂车控制系统的电源保护电路,解决了现有技术中因忘记关断电源开关而引起的蓄电池过放电的问题。
[0007]本实用新型的技术方案是,一种压裂车控制系统的电源保护电路,在电气控制柜内安装有PLC控制器和继电器组,继电器组通过电缆线与外面的蓄电池组连接;在电气控制柜的正面安装有操作面板,操作面板上设置有电源开关、接近开关和触摸屏,操作面板所在的正面设置有盖板。
[0008]本实用新型的压裂车控制系统的电源保护电路,其特征还在于:
[0009]继电器组与电源开关串联组成电源控制电路,其中继电器组包括继电器Kl和继电器K2,电源正极由电源开关引入,电源开关与继电器Kl常开辅助触点并联后,再通过继电器Κ2常闭辅助触点与继电器Kl串联后接至电源负极,形成电源控制回路;蓄电池组的24V电源通过继电器Kl主触点与所有负载连接,形成供电主电路;供电主电路经接近开关的常开触点与PLC控制器的开关量输入通道连接,PLC控制器的开关量输出通道与继电器Κ2连接。
[0010]本实用新型的有益效果是,包括以下几个方面:
[0011]I)延长了蓄电池寿命,在台上发电机没有给蓄电池充电而蓄电池在给控制系统放电过程中,当电压值低于欠压保护值时控制器就切断电路。
[0012]2)避免了蓄电池出现过放电现象,当压裂车作业完工,台上发动机熄火后所驱动的小发电机不对蓄电池浮充,此时即使操作人员忘记关断电源开关,但只要按下电控柜盖板,控制系统也能自动切断供电电路,不会使蓄电池长期放电,以至过放电。
[0013]3)电源维护智能化,通过PLC软件与电压采集电路监测蓄电池容量,当蓄电池容量下降到设定值以下时,操作面板上的触屏会显示蓄电池容量报警信息,可以使作业人员提前检查、维护蓄电池。
[0014]4)检测元件安装便利,不占过多的空间,且安全性与可靠性较高,相对于传统的限位开关自动断电电路,控制系统采用齐平式电感接近开关,非常适合安装在间距较小的空间内,且接通电路不需要触点,接通瞬间不会产生电火花;检测元件也不需要与目标物体接触,有较长的使用寿命。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型电源保护电路的安装结构示意图;
[0016]图2是本实用新型的电源保护电路工作原理框图。
[0017]图中,1.电气控制柜,2.PLC控制器,3.继电器组,4.盖板,5.操作面板,6.电源开关,7.触摸屏,8.接近开关。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0019]参照图1,本实用新型的结构是,电源保护电路集中设置在电气控制柜I中,在电气控制柜I内安装有PLC控制器2 (作为系统控制器)和继电器组3,继电器组3通过电缆线与外面的蓄电池组(电源)连接;在电气控制柜I的正面安装有操作面板5,操作面板5上设置有电源开关6、接近开关8和触摸屏7,操作面板5所在的正面设置有盖板4,在压裂车作业完毕之后落下盖板4,盖板4触碰到接近开关8,即可实现保护操作面板5,还可以实现对压裂车控制系统的整体电源的保护。
[0020]正常操作时,作业人员先打开盖板,将操作面板5上的电源开关6向上拨到“上电”位置,就可以使控制系统上电,向下拨到“断电”位置,就可以使控制系统失电,最后落下盖板作业完毕。
[0021]非正常情况下,比如忘记关断电源开关时,只要盖板落下,系统也能自动切断蓄电池的供电电路。使用中,操作面板5上的触摸屏7可以显示蓄电池的容量,PLC控制器2通过一路模拟量输入通道采集蓄电池电压,通过厂家提供的蓄电池持续放电曲线,计算出过放电容量时对应的放电电压,低于此值时PLC控制器2输出报警信息显示在触屏7上,提示工作人员应该尽快对蓄电池充电,实现了电源维护智能化。另外当台上发电机没有给蓄电池充电时,当蓄电池持续放电到电压设定值后,触屏上持续有容量报警信息时,PLC控制器2就自动切断供电电路,避免蓄电池出现过放电现象,延长了蓄电池寿命。
[0022]参照图2,继电器组3与电源开关6串联组成电源控制电路,其中继电器组3包括继电器Kl和继电器K2,电源正极由电源开关6引入,电源开关6与继电器Kl常开辅助触点并联后,再通过继电器K2常闭辅助触点与继电器Kl串联后接至电源负极,形成电源控制回路;蓄电池组的24V电源通过继电器Kl主触点与所有负载连接,进行供电形成供电主电路;从供电主电路上取电经接近开关8的常开触点与PLC控制器2的开关量输入通道连接(作为通电检测用),PLC控制器2的开关量输出通道与继电器K2连接,用于驱动继电器K2动作。
[0023]本实用新型的电源通断及保护原理是:
[0024]I)正常情形下的系统上电断电过程。
[0025]作业前,工作人员将盖板4打开,将电源开关6拨至“上电”位一下,继电器Kl的线圈得电,继电器Kl的常开辅助触点闭合,电源开关复位至中位后,因继电器Kl的辅助触点仍然接通了继电器Kl线圈的供电电路,继电器Kl线圈自动保持通电状态,继电器Kl得电吸合后主触点接通蓄电池的供电电路,控制系统持续得电;
[0026]作业完毕,工作人员需要断开电源,将电源开关6拨至“断电”位一下,继电器Kl失去自锁,继电器Kl的主触点断开蓄电池的供电电路,控制系统失电,最后将盖板4落下,关闭并锁上电气控制柜I。
[0027]2)特殊情况下的保护
[0028]作业完毕有时可能会忘记关断电源开关6,此时只要盖板4落下,盖板4触碰接近开关8,接近开关8采用的是齐平式电感接近开关,接近开关8就会向PLC控制器2发送脉冲信号,PLC控制器2随之输出电压驱动继电器K2线圈动作,继电器K2得电后,继电器K2的常闭触点断开,于是继电器Kl的线圈因失电而释放,供电主电路的继电器Kl的触点随之断开,蓄电池的供电电路就被切断。
[0029]本实用新型的装置,针对蓄电池在作业完后仍持续供电现象,防止了蓄电池的过放电,实现了蓄电池的自动报警维护,延长了蓄电池寿命,且相对于传统的限位开关自动断电电路,检测元件所采用的齐平式电感接近开关结构小巧,面板上开一小孔就可安装固定且露出部分与面板平齐,很适合安装在间距较小的控制面板与盖板之间,检测元件也不需要与盖板接触,有较长的机械寿命,同时因电感接近开关内无机械触点,接通瞬间不会产生供电电火花,提高了系统的安全性,此电路是目前压裂车实用可靠的供电解决方案。
【主权项】
1.一种压裂车控制系统的电源保护电路,其特征在于:在电气控制柜(1)内安装有PLC控制器(2)和继电器组(3),继电器组(3)通过电缆线与外面的蓄电池组连接;在电气控制柜(1)的正面安装有操作面板(5),操作面板(5)上设置有电源开关¢)、接近开关(8)和触摸屏(7),操作面板(5)所在的正面设置有盖板(4)。2.根据权利要求1所述的压裂车控制系统的电源保护电路,其特征在于:所述的继电器组(3)与电源开关(6)串联组成电源控制电路,其中继电器组(3)包括继电器K1和继电器K2,电源正极由电源开关(6)引入,电源开关(6)与继电器K1常开辅助触点并联后,再通过继电器K2常闭辅助触点与继电器K1串联后接至电源负极,形成电源控制回路;蓄电池组的24V电源通过继电器K1主触点与所有负载连接,形成供电主电路;供电主电路经接近开关(8)的常开触点与PLC控制器(2)的开关量输入通道连接,PLC控制器(2)的开关量输出通道与继电器K2连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种压裂车控制系统的电源保护电路,在电气控制柜内安装有PLC控制器和继电器组,继电器组通过电缆线与外面的蓄电池组连接;在电气控制柜的正面安装有操作面板,操作面板上设置有电源开关、接近开关和触摸屏,操作面板所在的正面设置有盖板。本实用新型的装置,针对蓄电池在作业完工后仍持续供电现象,防止了蓄电池的过放电,实现了蓄电池的自动报警维护,延长了蓄电池寿命,是目前压裂车控制系统实用可靠的供电解决方案。
【IPC分类】H02H7/18, H02H3/04
【公开号】CN205070406
【申请号】CN201520829198
【发明人】李双鹏, 李磊, 宋学莲, 王博芳, 刘启蒙
【申请人】宝鸡石油机械有限责任公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月23日
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