专利名称：智能软启动压力、液位控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及交流电机软启动控制装置，尤其是一种智能软启 动压力、液位控制装置。
背景技术：
水利发电厂配置的压力油泵、空气压縮机、顶盖水泵、深井水泵 以及消防水泵等设备分别由各自配套的交流电动机带动，单机启动
时，其电机电流高达额定电流的6-7倍，对电网有较大的冲击，如果 多机同时启动，冲击则更大，甚至影响电网内的其他设备的正常运行， 并且对电动机以及电动机带动的机械设备也造成较大的冲击，产生较 大的油锤、气锤、水锤值，影响其使用寿命，或使电动机过热烧毁绕 组，进而影响水利发电厂的正常发电。
水电站的传统控制装置中，所使用的电接点压力表、浮子液位传
感器工作可靠性较差，其动作接点难调整；交流接触器触点噪声大、 易打火粘连，维修困难。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服上述现有技术的不足而提供一种 能够大幅减少电机启动电流，消除对电网干扰，确保系统安全运行的 智能软启动压力、液位控制装置。
所述智能软启动压力、液位控制装置由压力变送器2、液位变送 器3、主微机主控制器4、电机驱动器5构成；压力变送器2、液位 变送器3的输出信号通过隔离放大、A/D变换后分别与主微机控制器 4的输入端连接，主微机控制器4的输出端经过光电隔离和D/A变换 后通过脉冲变压器15与电机驱动器5的触发控制端连接，电机驱动 器5的输入端与三相电源连接，其输出端与三相感应电机连接。所述 电机驱动器5由智能晶闸管模块6与旁路交流接触器7并联组成。所 述主微机控制器4设置有显示及操作面板8，显示及操作面板8包括
微处理器14、中文液晶显示屏ll、参数设置键12、手自动切换按键 13，微处理器14通过数据接口与主微机控制器4数据端口连接，微 处理器14的输出端与中文液晶显示屏11连接，参数设定键12、手 自动切换按键13与主微机控制器4的输入端连接。所述主微机控制 器4设置有RS485联机通讯接口 9， RS485联机通讯接口 9可与多台 智能软启动压力、液位控制装置的通讯接口连接。
本实用新型是专门为水力发电厂压力油泵、空气压縮机、顶盖水 泵、深井水泵以及消防水泵设计的无触点电机控制装置。该装置以检 测准确、工作可靠的变送器为测量器件，以十六位工业控制微机为控 制核心，采用电机控制算法，具有电压斜坡启动、限流启动、突跳转 矩启动等多种启动方式，以及自由停机、软停机、刹车制动等多种停 机方式，能适应水力发电厂各种载荷电机的控制。还可用于其它工业 泵控制系统与民用生活供水系统。
与水电站传统的控制装置相比，智能软启动控制装置解决了三大 关键问题
1、 彻底解决了电接点压力表与浮子工作不可靠及动作接点难调 整的问题。压力、液位变送器检测准确，性能稳定，其输出信号为 4~20mA电流，油泵(水泵)电机启动、停止接点与压力、液位过高、 过低输出接点均可通过面板按键进行设置，不仅方便快捷，而且准确 可靠。
2、 彻底解决了交流接触器"打火"及易粘连的问题。晶闸管模 块为无触点控制器件，因而不会"打火"，不会粘连。内置的旁路接 触器在启动和停止时均不工作，因而也不会"打火"，不会粘连。
3、 彻底解决了电机启动电流过大的问题，加强了对电机、泵及 受控系统的保护。
图i是本实用新型结构示意图，
图2是本实用新型原理框图， 图3是本实用新型原理接线图，
图4是本实用新型多台联机原理图。
具体实施方式
压力、液位变送器送来的电流信号(压力变送器O-XMPa对应 4~20mA，液位变送器0 XM对应4 20mA)经隔离放大、A/D变换 后输入主微机控制器，主微机控制器根据实测的压力、液位值与通过 键盘设定值相比较后，输出经D/A变换后的模拟信号控制电机启动 与停止。为增加设备运行的可靠性，专门设计了交流接触器旁路运行 及交流接触器直接启动回路，即便控制主板及晶闸管全部损坏，智 能软启动控制装置仍能维持运行。
本实用新型以现场可编程DSP核心控制系统，具有多种启动、 停止方式，能适应各种载荷类型的电机，可一泵一控，任一控制装置 故障不影响其它控制装置的运行；可一主多备，最多可8台联机组成
主备系统；可交流接触器旁路运行，交流接触器紧急启动；具有压力 油系统自动补油、自动补气功能；同一系统中多泵轮换运行；水泵自 动投润滑油水，空压机自动排空、排污；同一系统中多机共用变送器， 变送器检测处理电路独立；具有RS485通讯功能，能与全厂监控系 统接口，其变送器与浮子接点(电接点压力表)以及远程控制信号并 联运行；具有过高、过低、超高、超低报警信号接点输出；可正常启 动、备用启动、运行信号接点输出，并具有告警信息记录，最多可记 录最近的16条告警信息。
所述装置针对不同的载荷类型设定不同的启动及停止方式，以最 小的启动电流来启动电机。通常情况下将电机的启动电流控制在额定 电流的三倍以内。并且该装置还具有断相保护、堵转保护、电流不平 衡保护、过压保护、欠压保护、短路保护等完善的保护功能。不仅有 效地保护了电机，延长了泵与电机的使用寿命，而且还能消除电机启 动时对厂用电的干扰，此外智能软启动控制装置的软启动及软停止功 能在压力油系统、压力气系统及压力水系统中，可使系统的油锤、气 锤、水锤值降低，以确保系统的安全运行。
下面再结合附图对本实用新型进一步说明图1、 2、 3中，压力
变送器2、液位变送器3的输出信号通过隔离放大，A/D变换后分别 与主微机控制器4的输入端连接，所述主微机控制器4的输出端经过 光电隔离和D/A变换后通过脉冲变压器15与电机驱动器5的触发控 制端连接，所述电机驱动器5的输入端与三相电源连接，其输出端与 三相感应电机连接。所述电机驱动器5由智能晶闸管模块6与旁路交 流接触器7并联组成。微处理器14通过数据接口与主微机控制器4 数据连接，微处理器14的输出端与中文液晶显示屏11连接，参数设 定键12与微处理器14的输入端连接，手自动切换按键13与主微机 控制器4的输入端连接。图4中，RS485联机通讯接口 9可与多台智 能软启动压力、液位装置通讯接口连接。
现在以启停控制、点动控制为例，简述本实用新型的一种工作过 程启停控制是指用一个启动信号来启动装置输出，启动后该信号可 以撤销。.停止时用另一个停止信号来停止装置输出。点动控制是指用 一个信号启动装置输出，该信号撤销时停止装置输出。在启停控制方 式下，输入"本机启动"、"正常启动"、"备用启动"任一信号启动输 出，输入"本机停止"、"自动停止"信号时停止输出。"本机停止" 对应"本机启动"，"自动停止"对应"正常启动"及"备用启动" 在点动控制方式下，输入"本机点动"信号启动输出，撤销"本机点 动"信号停止输出。输入"正常启动"或"备用启动"信号启动输出， 撤销"正常启动"或"备用启动"信号停止输出。远程信号运行只有 装置处于自动运行时有效。(按下面板上的"自动"键，同时自动指 示灯亮).根据测量值自动运行功能同时有效，两种控制信号的启动信 号是或的关系，停停止信号对应于启动信号。即任一启动条件满足时 启动，与启动信号对应的停止条件满足时停止。启动方式有电压斜 坡、限流启动、突跳转矩、直接启动软启动初始电压由"启动电压" 参数项设置，应设置为30% 70%1^。软启动完成时刻。参数项"启 动时间"只设定电压上升斜率，装置在电压斜坡上升过程中自动判断 启动过程是否完成，当检测到启动完成时立即结束启动过程并完全导 通晶闸管。旁路接触器闭合时刻。启动完成以后，运行约1秒闭合旁
路接触器。晶闸管关断时刻。检测到旁路接触器闭合以后，运行约1 秒关断晶闸管。到达限流时刻。参数项"启动时间"在限流启动时无 效。装置以最大电压上升斜率输出电压，在电压斜坡上升过程中自动 判断是否到达限流电流，到达限流电流后稳定输出电压，限流电流由 "限流电流"参数项设定，软启动完成时刻。到达限流电流并稳定输 出电压后，装置自动判断启动过程是否完成，当检测到启动完成时立 即结束启动过程并完全导通晶闸管。旁路接触器闭合时刻，启动完成 以后，运行约1秒闭合旁路接触器。晶闸管关断时刻。检测到旁路接 触器闭合以后，运行约1秒关断晶闸管，突跳结束时刻。由参数项"突 跳时间"设定。装置首先在突跳时间内输出对应的突跳电压。在突跳 时间结束以后，装置再按初始电压斜坡输出。参数项"启动时间"只 设定电压上升斜率，装置在电压斜坡上升过程中自动判断启动过程是 否完成，当检测到启动完成时立即结束启动过程并完全导通晶闸管。 因此及均是不确定的。旁路接触器闭合时刻。启动完成以后，运行约 1秒闭，旁路接触器。晶闸管关断时刻。检测到旁路接触器闭合以后， 运行约1秒关断晶闸管。直接启动是指不经过晶闸管，通过旁路接触 器启动。停机方式有软停机、自由停机、刹车制动正常停机时先导 通晶闸管，再断开旁路接触器，然后根据停机方式停机，断开旁路接 触器时刻。装置在0时刻完全导通晶闸管，运行约1秒钟以后断开旁 路接触器。软停机开始时刻。断开旁路接触器运行约l秒钟以后，输 出软停机电压并开始软停机过程。软停机完成时刻。参数项"停止时 间"只设定电压下降斜率，装置自动检测软停机是否完成。开旁路接 触器时刻。装置在0时刻完全导通晶闸管，运行约1秒钟以后断开旁 路接触器。软停机开始时刻。断开旁路接触器运行约l秒钟以后，关 断晶闸管。
权利要求1、一种智能软启动压力、液位控制装置，其特征是所述装置由压力变送器(2)、液位变送器(3)、主微机控制器(4)、电机驱动器(5)构成；压力变送器(2)、液位变送器(3)的输出信号通过隔离放大、A/D变换后分别与主微机控制器(4)的输入端连接，主微机控制器(4)的输出端经过光电隔离和D/A变换后通过脉冲变压器(15)与电机驱动器(5)的触发控制端连接，电机驱动器(5)的输入端与三相电源连接，其输出端与三相感应电机连接。
2、 根据权利要求1所述的智能软启动压力、液位控制装置，其 特征是所述电机驱动器(5)由智能晶闸管模块(6)与旁路交流接 触器(7)并联组成。
3、 根据权利要求1所述的智能软启动压力、液位控制装置，其 特征是所述主微机控制器(4)设置有显示及操作面板(8)，显示 及操作面板(8)包括微处理器(14)、中文液晶显示屏(11)、参数 设置键(12)、手自动切换按键(13)，微处理器(14)通过数据接口 与主微机控制器(4)数据端口连接，微处理器(14)的输出端与中 文液晶显示屏(11)连接，参数设定键(12)、手自动切换按键(13) 与微处理器(14)的输入端连接。
4、 根据权利要求1所述的智能软启动压力、液位控制装置，其 特征是所述主微机控制器(4)设置有RS485联机通讯接口 (9)， RS485联机通讯接口 (9)与多台智能软启动压力、液位控制装置的 通讯接口连接。
专利摘要一种智能软启动压力、液位控制装置由压力变送器(2)、液位变送器(3)、主微机主控制器(4)、电机驱动器(5)构成；压力变送器、液位变送器的输出信号分别与主微机控制器(4)的输入端连接，主微机控制器的输出端通过脉冲变压器(15)与电机驱动器的触发控制端连接，电机驱动器的输入端与三相电源连接，其输出端与三相感应电机连接。与水电站传统的控制装置相比，所述控制装置解决了三大关键问题1.解决了电接点压力表与浮子工作不可靠及动作接点难调整的问题；2.解决了交流接触器“打火”及易粘连的问题；3.解决了电机启动电流过大的问题，加强了对电机、泵及受控系统的保护。可用于水电厂压力油泵、空气压缩机及其它工业泵控制系统与民用生活供水系统。
文档编号H02P1/04GK201001091SQ20072008319
公开日2008年1月2日 申请日期2007年1月16日 优先权日2007年1月16日
发明者砂 何, 唐玉婉, 宁国云, 朱晓洁, 峰 许, 许贤海, 郭华勤 申请人:武汉市海吉科技发展有限公司