一种静压供水控制装置.pdf

本发明公开了一种静压供水控制装置，涉及供水控制技术领域。一种静压供水控制装置包括三个晶体管开关电路，通过安装在静压蓄水池内的水位电极不同位置，采集检测水位变化，控制相对应的继电器吸合与释放，为PLC控制器的X输入端提供控制信号；所述静压供水控制装置还包括水位超限报警模块和水泵启动故障报警模块。本发明所要解决的技术问题是提供一种稳定性高的静压供水控制装置。

1.  一种静压供水控制装置，其特征在于：所述静压供水控制装置包括三个晶体管开关电路，通过安装在静压蓄水池内的水位电极不同位置，采集检测水位变化，控制相对应的继电器吸合与释放，为PLC控制器的X输入端提供控制信号；所述静压供水控制装置还包括水位超限报警模块和水泵启动故障报警模块。

2.  根据权利要求1所述的一种静压供水控制装置，其特征在于：所述静压供水控制装置设手动和自动两种运行方式。

3.  根据权利要求1或者2所述的一种静压供水控制装置，其特征在于：所述静压蓄水池内设置安装5个电极：E点电压为公用端，放入池内最深处与外壳相连并接地，A点为高水位电极，B点为正常水位电极，C点为低水位电极，D点为极低水位电极。

4.  根据权利要求1或者2所述的一种静压供水控制装置，其特征在于：所述水位超限报警模块包括由音响功放板与音乐集成块组成的音响，当蓄水池水位高于或低于设定水位，ＰＬＣ输出端输出，接通音响工作电源，发出音乐报警信号，同时相对应的水位指示灯闪亮；当水位恢复到正常位置，报警自动解除，也可按复位按钮解除报警。

5.  根据权利要求3所述的一种静压供水控制装置，其特征在于：所述E点电压为36V以下的安全电压。

6.  根据权利要求1或者2所述的一种静压供水控制装置，其特征在于：所述水泵故障报警模块与水位超限报警模块互为独立；当给指定的水泵发出开启指令，ＰＬＣ输入端没有接到运行反馈信号或运行中的水泵，因故障停泵造成反馈信号中断，水泵运行指示由亮转为闪亮，ＰＬＣ自动停止故障水泵开泵指令，ＰＬＣ输出端输出，翁鸣器发出声光信号，可按复位按钮解除报警。

7.  根据权利要求6所述的一种静压供水控制装置，其特征在于：所述嗡鸣器为声光翁鸣器。

8.  根据权利要求2所述的一种静压供水控制装置，其特征在于：所述的静压供水控制装置将转换开关切换到手动模式时，水泵的启动、停止，全部由手动操作，由启动、停止按钮完成水泵启动停止控制，水泵的运行台数可根据需要选择；当水位超过高水位，能自动停止。

9.  根据权利要求2所述的一种静压供水控制装置，其特征在于：所述的静压供水控制装置将转换开关切换到自动运行模式，水泵的启动、停止、运行水泵的台数，全部由ＰＬＣ程序自动完成。

10.  根据权利要求9所述的一种静压供水控制装置，其特征在于：所述PLC程序包括模式一、模式二和模式三；所述模式一：１^#水泵常期运行，２^#水泵低水位补水运行，３^#水泵正常备用，极低水位开启；所述模式二：2^#水泵常期运行，3^#水泵低水位补水运行，1^#水泵正常备用，极低水位开启；所述模式三：3^#水泵常期运行，1^#水泵低水位补水运行，2^#水泵正常备用，极低水位开启。

一种静压供水控制装置
技术领域
本发明涉及供水控制技术领域，尤其是一种静压供水控制装置。
背景技术
现有的煤矿井下供水系统是由地面泵房通过给水泵直接供水，水泵开启后，电机持续运行，但由于井下用水量不是持续稳定的，因此，造成管路压力经常居高不下，从而导致电机过热，电流过大，严重影响水泵电机的使用寿命与井下供水系统的稳定性。要解决这些问题，必须考虑供水的稳定性以满足井下生产用水需求，同时减少电机持续运行带来的过热等问题，减少维护及能耗，降低运行成本，但现有技术中未见相关技术报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种稳定性高的静压供水控制装置。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种静压供水控制装置包括三个晶体管开关电路，通过安装在静压蓄水池内的水位电极不同位置，采集检测水位变化，控制相对应的继电器吸合与释放，为PLC控制器的X输入端提供控制信号；所述静压供水控制装置还包括水位超限报警模块和水泵启动故障报警模块。
优选的，所述静压供水控制装置设手动和自动两种运行方式。
优选的，所述静压蓄水池内设置安装5个电极：E点电压为公用端，放入池内最深处与外壳相连并接地，A点为高水位电极，B点为正常水位电极，C点为低水位电极，D点为极低水位电极。
优选的，所述水位超限报警模块包括由音响功放板与音乐集成块组成的音响，当蓄水池水位高于或低于设定水位，ＰＬＣ输出端输出，接通音响工作电源，发出音乐报警信号，同时相对应的水位指示灯闪亮；当水位恢复到正常位置，报警自动解除，也可按复位按钮解除报警。
优选的，所述E点电压为36V以下的安全电压。
优选的，所述水泵故障报警模块与水位超限报警模块互为独立；当给指定的水泵发出开启指令，ＰＬＣ输入端没有接到运行反馈信号或运行中的水泵，因故障停泵造成反馈信号中断，水泵运行指示由亮转为闪亮，ＰＬＣ自动停止故障水泵开泵指令，ＰＬＣ输出端输出，翁鸣器发出声光信号，可按复位按钮解除报警。
优选的，所述嗡鸣器为声光翁鸣器。
优选的，所述的静压供水控制装置将转换开关切换到手动模式时，水泵的启动、停止，全部由手动操作，由启动、停止按钮完成水泵启动停止控制，水泵的运行台数可根据需要选择；当水位超过高水位，能自动停止。
优选的，所述的静压供水控制装置将转换开关切换到自动运行模式，水泵的启动、停止、运行水泵的台数，全部由ＰＬＣ程序自动完成。
优选的，所述PLC程序包括模式一、模式2和模式3；所述模式一：１^#水泵常期运行，２^#水泵低水位补水运行，３^#水泵正常备用，极低水位开启；所述模式二：2^#水泵常期运行，3^#水泵低水位补水运行，1^#水泵正常备用，极低水位开启；所述模式三：3^#水泵常期运行，1^#水泵低水位补水运行，2^#水泵正常备用，极低水位开启。
本静压供水控制装置是专为矿井静压供水蓄水池自动补水而设计的一款智能化综合控制装置，该装置的核心控制元件采用可编程控制器，配电子液位继电器音响报警电路工作状态显示电路，继电器转换电路等，具有体积小，保护控制功能稳定、完善、安装维护方便等优点。同时本装置还设置手动和自动两种控制方式，通过与嗡鸣器的连接，可以直观的观察水位和提醒操作人员进行水位的调节，操作简便。本装置公用端采用的安全电压可防止井下工作人员的触电事件，同时采用三泵并用的补水方式可以应对矿井下复杂的地理环境，进一步保证了矿工的人身安全。
附图说明
图1为本发明一种静压供水控制装置的结构示意图；
图2为本发明一种静压供水控制装置中水泵故障报警模块的结构示意图；
图3为本发明一种静压供水控制装置中水位超限报警模块的结构示意图；
其中：1.整流板、 2.音响板、3.继电器、4. １^#水泵、5. 2^#水泵、6. 3^#水泵、7.PLC控制器。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步描述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成本发明保护范围的限定。
下面结合附图1、2、3详细说明本发明的优选实施方式：一种静压供水控制装置包括三个晶体管开关电路，通过安装在静压蓄水池内的水位电极不同位置，采集检测水位变化，控制相对应的继电器3吸合与释放，为PLC继电器3的X输入端提供控制信号。本静压供水控制装置是专为矿井静压供水蓄水池自动补水而设计的一款智能化综合控制装置，该装置的核心控制元件采用日本三菱公司FX2N型可编程控制器，配电子液位继电器3音响报警电路工作状态显示电路，继电器转换电路等。具有体积小，保护控制功能完善、安装维护方便等优点。
本装置采用日本三菱公司FX2N-32MR型可编程控制器为系统的主控制器，PLC具有内部软元件和编程指令众多，输入、输出端子工作与否均有相应的发光管指示，可直接观察各控制电路的工作情况。本装置设手动和自动两种运行方式，可控制3台补水泵运行。电子式液位继电器3设有4个电极装在蓄水池内，采集水池水位情况输入至PLC输入端。自动运行模式下，当水位正常时开启1台补水泵，低水位时开2台补水泵，极低水位时开启3台补水泵，高水位时自动停泵，始终保持蓄水池在正常水位。手动模式下可任意选择1#-3#泵开启、停止。电子液位继电器3，由三个晶体管开关电路组成，通过安装在蓄水池内的水位电极不同位置，采集检测水位变化，控制相对应的继电器吸合与释放，为PLC控制器7的X输入端提供控制信号，具有电路简单、体积小、功耗低、稳定性高。
在静压蓄水池内设置安装5个电极：E点+36V电压为公用端，放入池内最深处与外壳相连并接地，A点为高水位电极，B点为正常水位电极，C点为低水位电极，D点为极低水位电极。
当水池水位下降低于极低水位D点时，+36V公用端E点与电极D点之间断开，三极管BG5截止，三极管BG6饱和导通，继电器J3吸合，发出极低水位信号，输入到PLC的X3输入端，经PLC程序处理后，按顺序输出控制开启外围三台深井补水泵，三台水泵同时向蓄水池补水，并发出极低水位报警信号。
当压蓄水池水位上升到正常水位B点，+36V公用端E点与B点电极接通，三极管BG3、BG4饱和导通，继电器J2吸合，发出正常水位信号，同时信号输入到PLC的X1输入端，经PLC程序处理后，停掉2台深井水泵运行，保持单台水泵运行，继电器J2另一组常开触点闭合，将正常水位电极延伸到c点，做低水位电极使用，并保持到低水位断开。
1、蓄水池水位超限报警
水位超限报警信号是由音响功放板2与音乐集成块组成，当蓄水池水位高于或低于正常水位２秒，无论选择手动，自动模式，ＰＬＣ输出端Ｙ₀输出，接通音响工作电源，发出音乐报警信号，同时相对应的水位指示灯闪亮，当水位恢复到正常位置，报警自动解除，也可按复位按钮解除报警。
当井下生产用水量与单台水泵补流量相持平的情况下，始终保持单台水泵补水运行，当井下生产用水量小于单台水泵补水流量时，水位将会上升，当水位上升到高水位电极A点时，+36V公用端E点与A点电极接通，三极管BG1、BG2饱和导通，继电器J1吸合，发出高水位信号，信号输入到PLC的X0输入端，经PLC程序处理后，延时10秒停泵，此时三台补水泵全部停止，防止水溢出池面，并同时发出高水位报警信号。
当蓄水池水位达到高水位时，补水泵全部停止运行后，水位会因井下生产用水开始慢慢下降，当水位下降到低于低水位电极C点时，+36V公用端E点与C点电极断开，三极管BG3、BG4截止，继电器J2释放，其常闭触点发出低水位信号，信号输入到PLC的X2输入端，经PLC程序处理后，开启外围2台深井水泵进行补水，并发出低水位报警信号。
当水位上升到正常水位电极B点时，公用+36VＥ点与B点接通，三极管BG3、BG4饱和导通，J2继电器吸合，发出正常水位信号，同时信号输入到PLC的X1输入端，经PLC程序处理后，停掉一台深井补水泵，保持单台水泵运行，控制水位保持在A点以下与C点之间，即水位低于C点，两台水泵运行，高于B点水位，单台水泵运行，工作运行模式为一台水泵始终运行，一台水泵低水位补水运行，另一台水泵备用，水位极低运行。
水泵故障报警信号与水位超限报警信号互为独立，它的报警信号选用ＡＤ１６-２２ＳＭ..ＤＣ１２声光翁鸣器。当给指定的水泵发出开启指令，ＰＬＣ输入端没有接到运行反馈信号或运行中的水泵，因故障停泵造成反馈信号中断，水泵运行指示由亮转为闪亮，５秒后ＰＬＣ自动停止故障水泵开泵指令，ＰＬＣ输出端Ｙ_１6输出，翁鸣器发出声光信号，可按复位按钮解除报警。
将转换开关打到手动模式，１^#－３^#水泵的启动、停止，全部由手动操作，由启动、停止按钮完成水泵启动停止控制，运行台数可根据需要选择，当水位超过高水位，能自动停止。
本装置设置手动和自动两种控制方式，通过与嗡鸣器的连接，可以直观的观察水位和提醒操作人员进行水位的调节，操作简便。
4、自动运行模式
将转换开关打到自动运行模式，１^#－３^#水泵的启动、停止、运行水泵的台数，全部由ＰＬＣ程序自动完成。为防止水泵长期运行过度磨损，自动模式又分为３种运行方式：
模式一：１^#水泵4常期运行，２^#水泵5低水位补水运行，３^#水泵6正常备用，极低水位开启。
模式二：2^#水泵5常期运行，3^#水泵6低水位补水运行，1^#水泵4正常备用，极低水位开启。
模式三：3#水泵6常期运行，1#水泵4低水位补水运行，2#水泵5正常备用，极低水位开启。
本装置公用端采用的安全电压可防止井下工作人员的触电事件，同时采用三泵并用的补水方式可以应对矿井下复杂的地理环境，进一步保证了矿工的人身安全。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。