专利名称：一种空压机冷却水泵的控制系统的制作方法
一种空压机冷却水泵的控制系统
技术领域：
本发明涉及一种控制系统，特别是涉及一种空压机冷却水泵的控制系统。背景技术：
现代锦纶工业广泛使用水冷式螺杆空压机，以多台并联运行方式保证气网压力稳定，其循环冷却水系统多采用离心式水泵(一用一备)，并以星-三角启动方式运行，通过公用主水管给各空压机提供冷却水源。锦纶生产因要考虑特殊情况(概率小但客观存在)下卷绕头大范围生头及退丝需要，空压机的配置数量以其压空用量最大值来考虑，其冷却水泵的配置也是如此。因此生产线正常工况下，处于停机状态下空压机约占配置总量的三分之一(尤其是用于生头吸枪的高压机)，空压机冷却水系统存在明显的节能空间。水冷式螺杆空压机运行过程中一旦无冷却水供应，其油气温度上升很快，从而造成空压机温度上限报警停车，进而整个生产线失压跳车。因此，一旦发生运行中水泵或电控系统故障，对操作人员的工作责任心及反应能力提出了较高要求，对生产线安全运行威胁极大。
发明内容本发明要解决的技术问题，在于提供一种空压机冷却水泵的控制系统，它具有较好的节能效果、并能在故障状态下自动启动备用水泵以保证空压机及生产线安全运行，同时便于进行检修。本发明是这样实现的一种空压机冷却水泵的控制系统，它包括水泵一、水泵二， 所述水泵一、水泵二通过线路连接一变频器，所述变频器通过线路连接一 PI控制器，所述 PI控制器通过线路连接到位于水泵一、水泵二的供水管道的水压传感器，本控制系统的电气主回路如下电源线分别通过断路器一连接到变频器，通过断路器二连接到交流接触器二的一端，所述变频器另一端分别连接到交流接触器一、交流接触器零的一端，所述交流接触器一另一端连接到水泵电机一，所述交流接触器零、交流接触器二的另一端互相连接，一交流接触器四和交流接触器五的一端均连接到交流接触器零、交流接触器二的连接节点， 交流接触器四的另一端分别连接水泵电机二的三个绕组的首端，交流接触器五的另一端分别连接水泵电机二的三个绕组的尾端以及交流接触器三的一端，交流接触器三的另一端为三相短接铜片。进一步的，所述PI控制器通过端口 4、端口 11连接到水压传感器，通过端口 1、端口 2连接到电源，PI控制器的端口 5、端口 6作为水压偏差报警输出常开触点，并通过端口 9、端口 10连接到变频器的模拟量输入口一，输出压力传感器的实际水压值；通过端口 17、 端口 18连接到变频器的模拟量输入口二，输出PI控制器上设定的水压值，所述交流接触器零、所述交流接触器四、所述交流接触器五的常开触头串联，三者的常开触头共同与所述交流接触器一的常开触头并联于变频器的启动信号端口 Sl和端口 COM之间。进一步的，本控制系统的电气二次回路如下所述电源线分别连接开关一、转换开关端子一、转换开关端子二、开关三、开关五；所述开关一分别连接开关二、交流接触器一常开触头一，所述交流接触器一常开触头一、开关二另一端依次串联连接交流接触器零常闭触头一、交流接触器四常闭触头一、交流接触器三常闭触头一、交流接触器一线圈到零线， 所述转换开关端子一依次串联交流接触器一常闭触头一、交流接触器二常闭触头一、交流接触器零线圈到零线；所述转换开关端子二通过交流接触器零常闭触头二、交流接触器二线圈到零线；所述开关三分别连接到开关四、交流接触器四常开触头一，所述交流接触器四常开触头一通过交流接触器五常开触头一连接到交流接触器零常开触头一，开关四也连接到交流接触器零常开触头一，交流接触器零常开触头一通过交流接触器一常闭触头二分别连接到交流接触器四线圈一、交流接触器五线圈一，后二者均连接到零线；所述开关五分别连接到开关六、交流接触器三常开触头一、PI控制器水压偏差报警输出常开触点，后三者的另一端依次串联连接交流接触器二常开触头一、时间继电器延时断开触头、交流接触器五常闭触头一、交流接触器三线圈到零线；所述电源线还分别连接到交流接触器三常开触头二、交流接触器四常开触头二，后二者通过交流接触器四线圈二接到接地端，电源线还分别连接到时间继电器延时闭合触点、交流接触器五常开触头二，时间继电器延时闭合触点、 交流接触器五常开触头二通过交流接触器三常闭触头二、交流接触器五线圈二连接到接地端；所述电源线还通过交流接触器四常开触头二、交流接触器五常闭触头二、时间继电器线圈连接到零线。本发明具有如下优点本发明使用变频器以恒压供水方式驱动水泵以适应不同的工况要求，能获得较佳的节能效果；本发明能够实现自动切换功能，能确保生产线安全运行，克服了运行中水泵或电控系统故障对生产线的威胁。
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。图1(a)为本发明的电气主回路连接示意图。图1(b)为本发明的PI控制器的示意图。图1(c)为本发明的变频器的示意图。图2为本发明的电气二次回路连接示意图。
具体实施方式请参阅图1(a)至图2所示，对本发明的实施例进行详细的说明。如图1(a)所示，本发明一种空压机冷却水的控制系统的电气主回路如下电源线分别通过断路器一 1连接到变频器2，通过断路器二 3连接到交流接触器二 4的一端，所述变频器2另一端分别连接到交流接触器一 5、交流接触器零6的一端，所述交流接触器一 5 另一端连接到水泵电机一 7，所述交流接触器零6、交流接触器二 4的另一端互相连接，一交流接触器四8和交流接触器五9的一端均连接到交流接触器零6、交流接触器二 4的连接节点，交流接触器四的另一端分别连接水泵电机二 11的三个绕组的首端，交流接触器五9的另一端分别连接水泵电机二 11的三个绕组的尾端以及交流接触器三10的一端，交流接触器三10的另一端为三相短接铜片。
将所述变频器2通过线路连接一 PI控制器12，所述PI控制器12通过线路连接到位于水泵一、水泵二的供水管道的水压传感器即PT (未图示)。结合图1(b)、图1(c)，所述pi控制器12的端口 4、端口 11、连接到水压传感器 (PT)，Pi控制器12的端口 1、端口 2连接到电源，Pi控制器12的端口 5、端口 6为水压偏差报警输出常开触点，Pi控制器12的端口 9、端口 10分别连接到变频器2的模拟量输入口一 (All)、GND端口，输出压力传感器的实际水压值(PV) ；PI控制器12的端口 17、端口 18分别连接到变频器2的模拟量输入口二(A12)、GND端口，输出PI控制器12上设定的水压值 (SV)。所述交流接触器零6、所述交流接触器四8、所述交流接触器五9的常开触头串联，三者共同与所述交流接触器一 5的常开触头并联于变频器2的启动信号端口 Si、端口 COM之间。所述交流接触器零6和交流接触器二 4形成了互锁。水泵一 7只能通过交流接触器一 5、变频器2实现变频运行。交流接触器三10、交流接触器四8、交流接触器五9为星三角线路，所以水泵二 11既可以通过交流接触器零6、交流接触器四8、交流接触器五9实现变频器2驱动运行，也可以通过交流接触器二 4、交流接触器三10、交流接触器四8、交流接触器五9实现星三角运行。如图2所示，本发明的电气二次回路如下所述电源线分别连接开关一 141、转换开关端子一 151、转换开关端子二 152、开关三143、开关五145 ；所述开关一 141分别连接开关二 142、交流接触器一常开触头一 51，所述交流接触器一常开触头一 51、开关二 142另一端依次串联连接交流接触器零常闭触头一 61、交流接触器四常闭触头一 81、交流接触器三常闭触头一 101、交流接触器一线圈52到零线，所述转换开关端子一 151依次串联交流接触器一常闭触头一 53、交流接触器二常闭触头一 41、交流接触器零线圈62到零线；所述转换开关端子二 152通过交流接触器零常闭触头二 63、交流接触器二线圈42到零线；所述开关三143分别连接到开关四144、交流接触器四常开触头一 82，所述交流接触器四常开触头一 82通过交流接触器五常开触头一 91连接到交流接触器零常开触头一 64，开关四144也连接到交流接触器零常开触头一 64，交流接触器零常开触头一 64通过交流接触器一常闭触头二 M分别连接到交流接触器四线圈一 83、交流接触器五线圈一 92，后二者均连接到零线；所述开关五145分别连接到开关六146、交流接触器三常开触头一 102、pi控制器水压偏差报警输出常开触点121，后三者的另一端依次串联连接交流接触器二常开触头一 43、 时间继电器延时断开触头131、交流接触器五常闭触头一 93、交流接触器三线圈103到零线；所述电源线还分别连接到交流接触器三常开触头二 104、交流接触器四常开触头二 84， 后二者通过交流接触器四线圈二 85接到零线，电源线还分别连接到时间继电器延时闭合触点132、交流接触器五常开触头二 94，后二者通过交流接触器三常闭触头二 105、交流接触器五线圈二 95连接到零线；所述电源线还通过交流接触器四常开触头二 86、交流接触器五常闭触头二 96、时间继电器线圈13连接到零线。本发明的工作原理正常的工作情况下，转换开关位于水泵二 11自动选择位置。即转换开关端子二 152闭合，转换开关端子一 151断开。用户闭合开关二 141，交流接触器一线圈52导通得电，水泵一 7得到来自变频器2 的变频电流，从而启动水泵一 7变频节能运行。
因为转换开关端子二 152闭合，转换开关端子151 —断开。此时，交流接触器二线圈42得电导通，当水泵一故障或者变频器故障造成水压下降的时候，PI控制器水压偏差报警输出常开触点121闭合，交流接触器三线圈103得电导通，交流接触器四线圈二 85也得电导通，从而时间继电器线圈13得电导通。时间继电器设定好时间，当设定好的时间到了之后，交流接触器三线圈103不得电(失电)断开，交流接触器五线圈二 95得电导通。所以水泵二 11实现了星三角启动，此过程中，由于互锁作用，交流接触器一线圈52不得电断开，水泵一停止运行。当水泵一 7正常停机检修的时候，设置PI控制器低压报警无效，防止水泵二 11自动星三角启动。转换开关设置在水泵二 11手动选择位置，即将转换开关端子一 151闭合，转换开关端子二 152断开。即可以手动启动水泵二 11变频节能运行。所述交流接触器零线圈62 得电导通，此时交流接触器一线圈52不得电断开，水泵一 7停止运行，操作人员闭合开关四 144，则交流接触器四线圈一 83和交流接触器五线圈一 92得电导通，此时水泵二 11可以通过交流接触器零6、交流接触器四8、交流接触器五9实现变频器2驱动运行。当水泵一正常停机检修的时候，设置PI控制器12低压报警无效，则水泵一 7停止运行后，也可以手动启动水泵二 11星三角运行以检修变频器2。需要注意的地方1.低压报警自动切换时，水泵二为星三角带载启动(因冷却水管道内仍有余压)，启动电流较大，因此断路器二选型时电流规格要大一点，同时热继电器也不应参与星三角启动控制线路的保护，以免启动失败。2.依照离心式水泵特性，自动带载启动的水泵二的进水阀应全开，出水阀应尽量开小，以减小冲击及降低启动电流。3.据现场实际情况，空压机冷却水的进水，回水温差不大，这反映了两点，一是当地冬季温度不是很低(进水温度)，二是现场压力设定较高，冷却水流速较快，带走的热量不是很多，这都值得结合空压机的实际工况进行进一步的探讨，因此，我们没有选择进，回水温差作为变频器控制变量，在进水，回水温差大的场合，应辅以进水，回水温差来自动控制恒压供水的压力设定(替代人工设定)，从而以更小的冷却水流量来达到同样的换热效果，那样的话，节能效果将更加显著。以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
权利要求
1.一种空压机冷却水泵的控制系统，它包括水泵一、水泵二，其特征在于所述水泵一、水泵二通过线路连接一变频器，所述变频器通过线路连接一PI控制器，所述PI控制器通过线路连接到位于水泵一、水泵二的供水管道的水压传感器，本控制系统的电气主回路如下电源线分别通过断路器一连接到变频器，通过断路器二连接到交流接触器二的一端， 所述变频器另一端分别连接到交流接触器一、交流接触器零的一端，所述交流接触器一另一端连接到水泵电机一，所述交流接触器零、交流接触器二的另一端互相连接，一交流接触器四和交流接触器五的一端均连接到交流接触器零、交流接触器二的连接节点，交流接触器四的另一端分别连接水泵电机二的三个绕组的首端，交流接触器五的另一端分别连接水泵电机二的三个绕组的尾端以及交流接触器三的一端，交流接触器三的另一端为三相短接铜片。
2.根据权利要求1所述的一种空压机冷却水泵的控制系统，其特征在于所述PI控制器通过端口 4、端口 11连接到水压传感器，通过端口 1、端口 2连接到电源，PI控制器的端口 5、端口 6作为水压偏差报警输出常开触点，并通过端口 9、端口 10连接到变频器的模拟量输入口一，输出压力传感器的实际水压值；通过端口 17、端口 18连接到变频器的模拟量输入口二，输出PI控制器上设定的水压值，所述交流接触器零、所述交流接触器四、所述交流接触器五的常开触头串联，三者的常开触头共同与所述交流接触器一的常开触头并联于变频器的启动信号端口 Sl和端口 COM之间。
3.根据权利要求1或2所述的一种空压机冷却水泵的控制系统，其特征在于本控制系统的电气二次回路如下所述电源线分别连接开关一、转换开关端子一、转换开关端子二、开关三、开关五；所述开关一分别连接开关二、交流接触器一常开触头一，所述交流接触器一常开触头一、开关二另一端依次串联连接交流接触器零常闭触头一、交流接触器四常闭触头一、交流接触器三常闭触头一、交流接触器一线圈到零线，所述转换开关端子一依次串联交流接触器一常闭触头一、交流接触器二常闭触头一、交流接触器零线圈到零线；所述转换开关端子二通过交流接触器零常闭触头二、交流接触器二线圈到零线；所述开关三分别连接到开关四、交流接触器四常开触头一，所述交流接触器四常开触头一通过交流接触器五常开触头一连接到交流接触器零常开触头一，开关四也连接到交流接触器零常开触头一，交流接触器零常开触头一通过交流接触器一常闭触头二分别连接到交流接触器四线圈一、交流接触器五线圈一，后二者均连接到零线；所述开关五分别连接到开关六、交流接触器三常开触头一、PI控制器水压偏差报警输出常开触点，后三者的另一端依次串联连接交流接触器二常开触头一、时间继电器延时断开触头、交流接触器五常闭触头一、交流接触器三线圈到零线；所述电源线还分别连接到交流接触器三常开触头二、交流接触器四常开触头二，后二者通过交流接触器四线圈二接到接地端，电源线还分别连接到时间继电器延时闭合触点、交流接触器五常开触头二，时间继电器延时闭合触点、交流接触器五常开触头二通过交流接触器三常闭触头二、交流接触器五线圈二连接到接地端；所述电源线还通过交流接触器四常开触头二、交流接触器五常闭触头二、时间继电器线圈连接到零线。
全文摘要
本发明提供一种空压机冷却水泵的控制系统，它包括水泵一、水泵二，与二者连接的变频器，变频器连接PI控制器，PI控制器连接位于供水管道的水压传感器，本控制系统的电气主回路电源线分别通过断路器一连接变频器，断路器二连接交流接触器二，变频器分别连接到交流接触器一、交流接触器零，交流接触器一连接到水泵电机一，交流接触器零、交流接触器二另一端相连，一交流接触器四和交流接触器五一端均连接到交流接触器零、交流接触器二的节点，交流接触器四另一端连接水泵电机二首端，交流接触器五下端连接水泵电机二尾端及交流接触器三一端，交流接触器三另一端为三相短接铜片。本发明具有较好的节能效果、并能保证空压机及生产线安全运行。
文档编号F04B49/06GK102278300SQ20111011157
公开日2011年12月14日 申请日期2011年4月29日 优先权日2011年4月29日
发明者谢卓能 申请人:长乐恒申合纤科技有限公司