一种维持管道高真空的装置的制作方法

1.本实用新型属于电磁阀控制的技术领域，特别是一种维持管道高真空的装置。


背景技术：

2.为维持工艺管路处于高真空状态，工业现场采用真空泵对管道进行不间断抽真空，一般是一组真空泵及电磁阀，在真空泵附近设置控制箱，控制真空泵的启停，未与远端监控系统进行通信连接，不能在远端控制真空泵的启停。若真空泵故障，则不能继续抽真空；管道中的真空度下降后，则不满足生产要求。发生故障后，操作人员不能第一时间获知，同时对故障信息不能溯源和查询。这就需要通过一种维持管道高真空的装置进行解决。


技术实现要素：

3.根据上述提出的问题，本实用新型提出了一种维持管道高真空的装置。
4.本实用新型的技术方案是：
5.一种维持管道高真空的装置，包括有控制箱，所述控制箱连接有真空泵组和电磁阀组；
6.还包括有继电器组、接触器组、电源、cpu模块和plc模块；
7.所述电源为所述继电器组、所述cpu模块和所述plc模块供电；
8.所述plc模块控制所述继电器组，所述继电器组控制所述接触器组，所述接触器组控制所述真空泵组和所述电磁阀组；
9.所述cpu模块通过以太网线还连接有第一工控机。
10.优选的，所述cpu模块通过以太网线还连接有第二工控机。
11.进一步优选的，所述真空泵组包括有工作真空泵和备用真空泵。
12.进一步优选的，所述电源包括有第一电源和第二电源，所述第一电源为所述cpu模块和所述plc模块供电，所述第二电源为所述继电器组供电。
13.进一步优选的，所述plc模块包括有数字量输出模块和数字量输入模块；
14.所述数字量输出模块用于控制所述继电器组的通断，所述数字量输入模块用于获取所述真空泵组和所述电磁阀组的开关信号。
15.进一步优选的，所述电磁阀组包括电磁阀和驱动所述电磁阀的电机，所述电机连接有断路器，所述断路器连接火线和零线，用于控制所述电机主回路的通断。
16.进一步优选的，所述接触器组包括有接触器f1，所述接触器f1包括有两对常开触点，一对常开触点连接零线，一端连接所述断路器的零线出线端，另一端连接所述电机的零线端子；另一对常开触点连接火线，一端连接所述断路器的火线出线端，另一端连接所述电机的火线端子。
17.进一步优选的，所述控制箱上设有选择按钮、启动按钮和停止按钮；
18.所述选择按钮包括有一组就地触点和一组远程触点；
19.所述继电器组包括有继电器j1和继电器j2；
20.所述就地触点、所述停止按钮、所述启动按钮依次串联连接所述接触器f1的线圈；
21.所述远程触点、所述继电器j2、所述继电器j1依次串联连接所述接触器f1的线圈；
22.所述接触器f1的一组常开触点电性连接所述启动按钮和所述继电器j1的两端。
23.进一步优选的，所述数字量输出模块包括有开关触点kf1和开关触点gf1，所述开关触点kf1电性连接所述继电器j1，所述开关触点gf1电性连接所述继电器j2。
24.本实用新型的的有益效果是：
25.(1)可控制真空泵实现“启动”、“停止”、“复位”动作，具备真空泵启动、停止、吹扫压力低警告及故障状态反馈功能，和电磁阀的状态反馈功能，并具备友好的人机交互界面，操作方便、简单；
26.(2)对真空泵进行故障自诊断，当真空泵发生故障时，实时生成声光报警及报警信息，并自动停止当前“工作真空泵”，启动“备用真空泵”，同时开关对应的电磁阀，形成特定的抽真空管路，维持整个工艺管路处于高真空状态；
27.(3)人机交互界面可存储、查询真空泵和电磁阀的操作信息、报警信息等。
28.(4)本控制装置可远程和就地控制真空泵及电磁阀。
附图说明
29.以下将结合附图和实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本实用新型范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
30.图1为本实用新型中控制系统的硬件结构示意图；
31.图2位本实用新型中电磁阀电机连接断路器的电路示意图；
32.图3为本实用新型中就地/远程控制的电磁阀控制电路原理图；
33.图4为本实用新型中plc模块控制继电器的电路示意图；
34.图5为本实用新型中启动真空泵流程图；
35.图6为本实用新型中真空泵互相切换流程图。
具体实施方式
36.首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本实用新型的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本实用新型形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本实用新型的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。
37.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.下面结合附图1-4具体说明本实用新型。
39.实施例1：
40.一种维持管道高真空的装置，包括有控制箱，所述控制箱连接有真空泵组和电磁阀组；
41.还包括有继电器组、接触器组、电源、cpu模块和plc模块；
42.所述电源为所述继电器组、所述cpu模块和所述plc模块供电；
43.所述plc模块控制所述继电器组，所述继电器组控制所述接触器组，所述接触器组控制所述真空泵组和所述电磁阀组；
44.所述cpu模块通过以太网线还连接有第一工控机。
45.工作原理：
46.如图1所示，本技术方案通过建立一种维持管道高真空装置及相关控制系统，通过数字量输入模块实时采集真空泵的启动、停止、吹扫压力低警告及故障状态，采集电磁阀的开关状态；利用wincc编写人机交互界面，可实时显示真空泵启停状态、故障状态，电磁阀的开关状态。
47.通过数字量输出模块控制继电器组，进一步控制接触器组，控制真空泵的启动和停止，控制电磁阀的全开和全关；对真空泵进行故障自诊断，当真空泵发生故障时，实时生成声光报警及报警信息，并自动停止当前“工作真空泵”，启动“备用真空泵”，同时开关对应的电磁阀，形成特定的抽真空管路，维持整个工艺管路处于高真空状态；人机交互界面可存储、查询电磁阀和真空泵的操作信息、报警信息等。
48.第一工控机通过以太网线连接cpu模块，以太网线为标准以太网双绞线网线。cpu模块作为控制核心，负责数据采集、处理，执行逻辑运算、顺序计算、计时、计数等指令。
49.第一工控机实时显示电磁阀和真空泵的开关状态、故障状态，控制电磁阀和真空泵的开、关动作，具备真空泵故障自诊断及声光报警功能，存储、查询电磁阀和真空泵的操作信息、报警信息等。控制箱可以实现就地控制电磁阀和真空泵的开关动作，显示电磁阀和真空泵开关状态和故障状态。
50.本技术方案中，接触器组包括有两个接触器，每一个接触器由继电器组里的一个继电器控制，一个接触器用于电磁阀的开关，另一个接触器用于控制真空泵的开关。
51.进一步的，还可以在实施例中考虑，所述cpu模块通过以太网线还连接有第二工控机。第二工控机的作用是当第一工控机宕机后，由第二工控机接手控制，确保工作不断。
52.进一步的，还可以在实施例中考虑，所述真空泵组包括有工作真空泵和备用真空泵。当真空泵发生故障时，实时生成声光报警及报警信息，并自动停止当前“工作真空泵”，启动“备用真空泵”，同时开关对应的电磁阀，形成特定的抽真空管路，维持整个工艺管路处于高真空状态。
53.进一步的，还可以在实施例中考虑，所述电源包括有第一电源和第二电源，所述第一电源为所述cpu模块和所述plc模块供电，所述第二电源为所述继电器组供电。本技术方案中，选用的电源线为2*1mm2的线缆。
54.进一步的，还可以在实施例中考虑，所述plc模块包括有数字量输出模块和数字量输入模块；
55.所述数字量输出模块用于控制所述继电器组的通断，所述数字量输入模块用于获
取所述真空泵组和所述电磁阀组的开关信号。
56.本技术方案中，数字量输入模块获取真空泵和电磁阀的状态，数字量输出模块控制继电器的通断，继电器组里有2个继电器各控制1个接触器，接触器分别控制真空泵的启停动作和电磁阀的开关。电磁阀组的开关状态信号通过屏蔽双绞输入信号线传输至数字量输入模块中。数字量输出模块通过屏蔽双绞输出信号线控制继电器的线圈。屏蔽双绞输出信号线采用rvvp 2*1*0.5mm2屏蔽双绞线。
57.进一步的，还可以在实施例中考虑，所述电磁阀组包括电磁阀和驱动所述电磁阀的电机，所述电机连接有断路器，所述断路器连接火线和零线，用于控制所述电机主回路的通断。断路器用于控制硬件电路的通断，起到安全作用。
58.进一步的，还可以在实施例中考虑，所述继电器组还包括有接触器f1，所述接触器f1包括有两对常开触点，一对常开触点连接零线，一端连接所述断路器的零线出线端，另一端连接所述电机的零线端子；另一对常开触点连接火线，一端连接所述断路器的火线出线端，另一端连接所述电机的火线端子。
59.进一步的，还可以在实施例中考虑，所述控制箱上设有选择按钮、启动按钮和停止按钮；
60.所述选择按钮包括有一组就地触点和一组远程触点；
61.所述继电器组包括有继电器j1和继电器j2；
62.所述就地触点、所述停止按钮、所述启动按钮依次串联连接所述接触器f1的线圈；
63.所述远程触点、所述继电器j2、所述继电器j1依次串联连接所述接触器f1的线圈；
64.所述接触器f1的一组常开触点电性连接所述启动按钮和所述继电器j1的两端。
65.进一步的，还可以在实施例中考虑，所述数字量输出模块包括有开关触点kf1和开关触点gf1，所述开关触点kf1电性连接所述继电器j1，所述开关触点gf1电性连接所述继电器j2。
66.附图2-4中，q1为断路器，f1为继电器，m为电磁阀电机；旋钮sa为选择按钮，sb1为启动按钮，sb2为停止按钮，都是点触按钮；j1、j2为继电器。所使用的电性连接线缆均为1mm2，按照图2-3所示原理图接线，即可实现就地/远程控制真空泵。
67.q1为断路器，连接火线和零线，控制电磁阀的电机主回路的通断；接触器f1的触点5和9连接零线，一端连接断路器q1的零线出线端，另一端连接电磁阀电机的零线端子；触点8和12连接火线，一端连接断路器q1的火线出线端，另一端连接电磁阀电机的火线端子。
68.选择按钮sa可以选择就地控制或远程控制，接触器f1的触点5和9连接至启动按钮sb1和继电器j1的两端，当选择按钮sa选择就地控制时，选择按钮sa的触点1和2吸合接通，按下启动按钮sb1后，sb1的触点1和2接通，接触器f1的线圈上电吸合，其常开触点5和9、8和12也随之吸合，对启动按钮sb1形成自锁，电磁阀上电打开；
69.此时按下停止按钮sb2，sb2触点1和2断开，接触器f1的线圈断电，电磁阀断电关闭。
70.当选择按钮sa选择远程控制时，sa的触点3和4吸合接通，plc的数字量输出模块控制kf1闭合后，继电器j1的线圈上电吸合，继电器j1的常开触点8和12也随之吸合，接触器f1的线圈上电吸合，接触器f1常开触点5和9、8和12也随之吸合，对继电器j1形成自锁，电磁阀上电打开；
71.此时plc的数字量输出模块控制gf1闭合后，继电器j2的线圈上电吸合，继电器j2的常闭触点4和12也随之断开，接触器f1线圈断电，从而电磁阀断电关闭。
72.上述技术方案中，所使用硬件型号如下：
73.(1)第一工控机和第二工控机选用研华ipc-610l，安装wincc和step7 v15，wincc生成人机交互界面后，在工控机上运行。
74.(2)第一电源选用型号为西门子ps507，第二电源选用明纬电源，型号为dr-120-24，cpu选用西门子1515-2pn，带3m存储卡。
75.(3)数字量输入模块选用西门子di32x24vdc hf，数字量输出模块选用西门子dq16x230vac/2a st(relay)。
76.(4)接触器选用施耐德3rt6018-1an21，断路器选择施耐德ic65nd25a，控制各硬件电路的通断，继电器选用idec ru4s-d24。
77.(5)选择按钮的型号为idec asw0302，启动按钮和停止按钮型号为zb2-be101c。
78.操作方法：
79.如图5所示，启动真空泵流程图,主要体现点击“启动真空泵”的操作指令后，程序执行的顺序，具体包括以下几个步骤：
80.s1：开始；
81.s2：程序初始化，保证继电器处于释放状态，所有真空泵处于断电状态；
82.s3：点击“启动真空泵”按钮，下发打开真空泵的操作指令；
83.s4：判断当前真空泵是否处于停止状态，若为否，则进行至s5；若为是，则进行至s6；
84.s5：判断当前真空泵是否处于运行状态，若为是，则进行至s12；若为否，则进行至s6；
85.s6：弹框显示“是否启动真空泵”，若选择是，则进行s7；若选择否，则进行s12；
86.s7：继电器及接触器吸合，真空泵执行启动指令；
87.s8：判断真空泵是否有吹扫压力低警告，若为是，则进行至s11；若为否，则进行至s9；
88.s9：判断真空泵是否有故障，若为是，则进行s11；若为否，则进行s10；
89.s10：接触器吸合，启动真空泵；
90.s11：声光报警，并提示报警信息；
91.s12：结束。
92.如图6所示，真空泵互相切换流程图主要体现当管道压力不正常时，启动真空泵抽真空，维持管道压力在特定范围内；当工作真空泵发生故障时，自动启动备用真空泵，从而实现抽真空。该程序执行的顺序，具体包括以下几个步骤：
93.s13：开始
94.s14：程序初始化，保证继电器处于释放状态，所有真空泵处于断电状态；读取管道压力值；
95.s15：检测管道压力是否处于正常范围，若为是，则进行至s24；若为否，则进行至s16；
96.s16：判断真空泵组是否处于停止状态，若为是，则进行至s17；若为否，则进行至
s23；
97.s17：继电器和接触器吸合，启动工作真空泵；
98.s18：判断工作真空泵是否故障，若为是，则进行至s19；若为否，则进行至s23；
99.s19：声光报警，信息提示真空泵故障；
100.s20：释放继电器和接触器，停止工作真空泵；
101.s21：启用备用真空泵；
102.s22：判断备用真空泵是否处于运行状态，若为是，则进行至s24；若为否，则进行至s21；
103.s23：信息提示，人工介入，查看真空泵组状态；
104.s24：结束。
105.综上所述，本实用新型提供了一种可远程和就地控制真空泵及电磁阀的维持管道高真空的装置。
106.以上实施例对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。