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水泵控制原理图
第五章泵的自动控制
泵浦是向液体传送机械能,用来输送液体的一种机械,在船上用使非常广泛。
在不同的
系统中,泵的具体功能各异,其控制也不相同。
第一节泵的常规控制
一、主海水泵的控制
为主、副机服务的燃油泵、滑油泵、冷却水泵等主要的电动副机,为了控制方便和工作
可靠均设置两套机组。
该机组不仅能在机旁控制,也能在集控室进行遥控;而且在运行中运
行泵出现故障时能实现备用泵自动切入,使备用泵投入工作。
原运行泵停止运行并发出声光
报警信号,以保证主、副机等重要设备处于正常工作状态。
图2-5-1为泵的控制线路,其工
作原理分析如下:
1.泵的遥控手动控制
将电源开关QS1、QS2合闸,遥控-自动选择开关SA1、SA2置于遥控位置。
对于1号泵,
按下启动按钮SB12,则继电器KA10线圈通电,接触器KM1线圈回路KA10触头闭合,1号
泵电动机通电启动并运行,同时KA10触头闭合自锁。
在1号泵正常运行时,若按下停止按
钮SB11,则KA10线圈断电,使接触器KM1线圈失电,1号泵停止运行。
2号泵的手动控制与1号泵基本相同,并且两台泵可以同时手动起停控制,实现双机运行。
2.泵的自动控制过程
以1号泵为运行泵,2号泵为备用泵为例,其自动控制过程说明如下:
准备状态(即两台泵都处于备用状态):
将电源开关QS1、QS2合闸,遥控-自动选择开
关SA1、SA2置于自动位置。
组合开关SA12、SA22置于备用位置,此时对1号泵控制电路来
说,开关SA12闭合,其各主要电器设备工作情况分析为:
13支路KM1辅助触点断开,时间
继电器线圈KT3不得电,其10支路触头断开,所以线圈KA13不得电,其6支路常闭触头
闭合,使线圈KA11得电,从而使2号泵控制电路的4支路KA11断开。
同样道理,2号泵控
制电路中,触头KA21也断开,因此KA10线圈不得电,KM1线圈也不得电;13支路KT2线
圈得电,其7支路触头延时闭合;6支路KA13处于闭合状态,所以线圈KA12也通电。
因此,
、、KA12、、KT2得电,而线圈KA13、、KT3、、KA10、、KM1不得1号泵控制电路中,线圈KA11
电。
同理,2号泵相应线圈工作状态与之类似,即2号泵控制电路中,线圈KA21、、KA22
、、
KT2得电,而线圈KA23、、KT3、、KA20、、KM2不得电。
正常运行:
若1号泵为运行泵,2号泵为备用泵,则应将SA11置于运行位置,SA22置
于备用位置。
对于1号泵有:
3支路SA11和KA12均闭合,所以1支路线圈KA10得电,其
电路中相应触头闭合;使KM1线圈得电,从而接触器主触头闭合,1号泵电动机启动并运
转;同时12支路KM1触头闭合,使线圈KT3得电;其10支路触头延时闭合,使10支路线
圈KA13得电;其6支路KA13常闭触头断开,但在此之前压力开关KPL1已经闭合,从而保
持KA11、KA12线圈有电。
同理分析可知:
2号泵仍处于备用状态,其控制电路工作状态与
前述备用时相比没有发生变化。
运行泵故障时,备用泵自动切入:
当1号泵由于机械等故障原因造成失压时,其压力
开关KPL1断开,使线圈KA11失电;相应的2号泵控制电路中4支路KA11触头闭合,2支
路线圈KA20得电,KM2线圈得电,其主触头闭合,2号泵电动机启动并运转;同时1号泵
141
1234
SA1
KA
10
A
SA2
遥SB11SB12遥SB21SB22
1
KA20
B
1
自
SA11
运
KA10
2
3
自
SA21运
KA20
2
3
QS1
FR1
QS2
FR2
SA12
备
KA21
KA12
4
SA22
备
KA11
KA22
4
1
3
2
KM1
KM1KM2
KA
10
KM2
KA20
4
CC
5
KA11KA13KA21KA23
6
5
6
M1
3
FR1FR2
M2
3
KA12
KA13
KT3
KT2
7
8
7
KT2KT2
KA22
KPL1KPL
8
2
KM2KM1
9
9
KA
KA22
12
10
11
10
KT3KA23KT3
11
SB13SB
23
KA13KA23
12
12
KT3
KM1KM2
13
13
KT2
14
14
图2-5-1泵的控制电路
142
控制电路中8支路KM2触头断开,使8支路线圈KA12失电,其3支路触头KA12断开;1
支路线圈KA10因此失电,其主电路线圈KM1失电,主触头断开,1号泵停止运转,并发出
声、光报警。
3.故障分析举例:
1)在图2-5-1泵的控制电路中,若时间继电器KT3调整不当,会出现什么异常?
在自动控制过程中,若时间继电器KT3调整过短,从前述分析可知:
时间继电器13KT3
线圈通电延时已到时,触头11KT3闭合,线圈11KA13得电,其常闭触头6KA13断开;而
此时,泵的排出压力开关7KPL1或7KPL2还未来得及闭合,导致6KA11或6KA21失电,从
而备用泵启动,运行泵停止运行。
2)在图2-5-1泵的控制电路中,若不设二极管或二极管击穿,会导致哪些异常?
该控制系统中,若第2个二极管击穿或不设,则泵出现故障,泵的排出压力开关7KPL1
或7KPL2断开时,线圈6KA11不会失电,备用泵不能启动,运行泵不能停止运行,可能导
致机损事故发生。
二、发电机预润滑油泵的控制
1.发电机预润滑油泵的控制功能
如图2-5-2所示:
当柴油发电机停机时,由该泵是向其提供一定压力润滑油对轴承等进行预润
滑。
启动发电机后,当发电机转速达发火转速时自动停止,此时,轴承等的润滑油压力由发电机
本身带动的泵浦来提供。
该泵可手动控制,也可自动控制。
2.控制线路图中控制元件及符号介绍
1)189:
主开关,为NFB(NOFUSEBREAKER)式空气开关。
2)188:
接触器。
3)151:
热继电器,对电动机进行过载保护。
4)M:
三相交流异步电动机。
5)TR11:
变压器,440/110V,100VA。
6)WL、GL、RL:
分别为电源(白色)、运行(绿色)、故障(红色)指示灯。
7)188/T:
时间继电器,设定值为30S。
8)103/C、103/T:
分别为手动起动、停止按钮。
9)CS/11:
手动自动控制转换开关。
10)PB/11:
复位开关。
11)114/N:
发电机控制屏内的速度继电器(SPEEDRELAY),即发电机运行达发火转
速时,该继电器的触头断开。
3.泵的控制过程
1)手动控制功能:
首先,合上主开关189(电源灯亮),将CS/11“手动-自动”控制转换开关转“手动”位,
然后按一下起按钮,因发电机停机时,第4路速度继电器114/N触头闭合;因第5路188/T
线圈此前未得电,其第6路常开延闭触头不会瞬间闭合(无论线圈188/T是否有电),第6路
4/12线圈不得电,故第3路其触头闭合,使得线圈4/11得电,第4路4/11触头亦闭合。
因
此,第4、5路线圈188、188/T均得电,主触头闭合电动机启动、运转,第5路辅助触头
188自锁。
当188/T延时到时,其第6路触头188/T闭合。
但在此之前,泵的出口已建立起
143
压力,第7路压力开关PS已闭合,线圈163/QX得电,其第6路触头163/QX已断开,第6
路线圈4/12没电,线圈188、188/T保持有电,电动机正常运转。
运行灯亮。
在泵正常运行时,若按一下第4路停止按钮103/T,则第4路线圈188失电,电动机停
止运行。
此为正常停机。
若在泵正常运行时,发电机达发火转速,第4路速度继电器触头114/N断开,使第4路
线圈188失电,电动机停止运行。
此为正常停机。
若泵的出口压力过低(故障),第7路压力开关PS断开,第7路线圈163/QX失电,其
第6路触头163/QX闭合,导致第6路线圈4/12得电,其自锁触头自锁,同时,使得第3
路线圈4/11失电,导致其第4路触头断开,从而使第4路线圈188失电,电动机停止运行。
此为故障停机。
故障灯RL亮。
当出现短路、过载故障时,电动机同样故障停机,读者可自行分析。
2)自动控制功能:
合上主开关189(电源灯亮),将4CS/11“手动-自动”控制转换开关转“自动”位,据
上述分析可知:
正常情况下,发电机处于停机状态时,第4路速度继电器触头114/N闭合;
因第6路常开延闭触头188/T不会瞬间闭合(无论线圈188/T是否有电),第6路4/12线圈没
电,其第3路触头闭合,使得线圈4/11得电,第4路4/11触头,使得线圈188得电。
主触
头闭合使电动机启动、运转;同时,188/T线圈得电,其第6路触头188/T延时闭合,但因
泵本身无机械故障,在第6路触头188/T延时闭合前,因压力已正常时,第7路压力开关闭
合,线圈163/QX得电,其第6路触头断开,导致第6路线圈4/12保持失电,线圈188继续
得电,电动机继续运行。
RST
F13/3A151
(110)
189
(109)
163/QX
(101)(103)
P11
(105)4/12
F11/3A114/N
188
(102)
151
F12/3A
(104)
TR11
440/110V
100VA
F14/3A
188
(106)
4/11
(111)
(112)
P12
4/11
(113)
AUTO
CS/11
MANU
(114)
STOP103/T
(117)
188/T
(118)
4/12
(123)
RESET
(124)
PB/11
PS
(115)
(107)(108)
START
UVW103/C
GLRL
WL188(120)
111
(116)(119)
M
4/11
188
188/T4/12
(30S)
163/QX
(121)
~
144
1234567
图2-5-2副机预润滑油泵控制线路原理图
当发电机达发火转速,第4路速度继电器触头114/N断开,使第4路线圈188失电,电
动机停止运行,正常停机。
若泵的出口压力过低(故障),电动机亦报警停机,使预润滑油泵停止运行,读者亦可
自行分析。
4.泵的控制故障分析
在本泵控制的系统中,自动控制可正常工作,但手动不能启动,试分析其原因?
对此现象进行分析可知:
自动控制能正常工作,说明电源,主电路均正常,且控制电路
中,接线端(105)至(113)及线路(116)至(121)可正常工作。
因此可判断故障应处于
线路(113)至(116)之间。
借助万用表,利用带电测量法断电测量排除法,均可较容易的
查出并排出故障。
第二节泵的电脑控制
在电脑控制方式中,其控制功能与常规控制方式相同,在维护、保养、查找故障时,应
了解其各输入、输出元件(及电气图文符号)意义与作用,并能确认电脑是否正常工作(由
指示灯显示)。
然后可具体分析电路的控制原理。
如图2-5-3为一“GS”泵的控制电路,控制元件及符号介绍如下:
一、控制线路图中控制件及元符号介绍
1.52/89:
主开关,为NFB(NOFUSEBREAKER)式空气开关
2.88、42、6:
分别为接触器;4X、19X、42X、88A、TT3、TT4、RY、RY1、RL为
中间继电器
3.51:
热继电器,对电动机进行过载保护
4.M:
三相交流异步电动机
5.TR:
变压器
6.NPUT、OUTPUT:
分别为电脑控制单元(电源电压为5VDC,WL为白色电源指
示灯)的输入、输出信号端。
电动机的起动、停止、保护等功能的信号由INPUT
端输入;而输出信号使继电器线圈4、5得电去控制电动机的起、停等动作。
CPU
为处理控制单元,GL灯亮(绿色)表示电脑处于运行状态
7.T1、T2、T3、T4:
分别为时间继电器
8.3C、3T、3R:
分别为起动、停止、复位按钮
9.COS:
为“驾控”、“集控”转换开关,“驾控”时线端13至14、23至24、33至34
通,“集控”时线端11至12、21至22、31至32通
9.PS:
为压力开关,泵的压力正常时断开
10.TH:
为GS泵电机过热温度(保护)开关
二、泵的控制过程
1.该泵的起动控制过程如下:
合上主开关52/89,在控制系统正常的情况下,输入信号中热继电器的常闭触头51闭合,
TH亦闭合;因线圈TT3、TT4未得电,其作为输入信号的两个常闭触头闭合。
此时按一下
起动按钮3C,电脑接到起动信号,经过CPU处理后,其输出信号使继电器线圈4得电,其
第1路常开触头闭合使线圈4X得电,第2路常开触头4X闭合;此时因第4路时间继电器
T1常开延闭触头不会瞬间闭合,19X线圈不得电,线圈42X、42也未得电,故第3路常闭
触头42和19X均闭合。
因此,线圈6得电而其5路常开触头闭合后,第5路线圈88也得
电。
这样,主电路中,主触头88和6均闭合,电动机“Y”星形接法进行降压起动。
第6
145
路常开触头88闭合自锁。
与此同时,3路时间继电器通电,其4路触头延时准备闭合。
当
T1延时到达(此时泵已达稳定转速),其4路触头闭合,线圈19X得电,它一方面使2路
19X触头断开,线圈6失电,第6路触头6闭合;另一方面第6路触头19X闭合。
42X线
圈得电,一方面自锁触头自锁;一方面使第7路线圈42得电。
这样,主电路中,主触头88
保持闭合,而主触头6断开,主触头42闭合,电动机由“Y”星形接法转换成“?
”星形接
法进行全压状态下的正常运行。
需要停泵时,按一下停止按钮3T,电脑接到停泵信号,经过CPU处理后,其输出信号
使继电器4失电,其第1路常开触头断开使线圈4X失电,第2路常开触头4X闭合断开使
第2——8支路线圈均失电,主电路中,主触头88、42均断开,电动机停止运转。
2.泵的故障检测及保护功能:
1)正常情况下,10路开关43摆“NOR”位,泵压力未建立起时,压力开关PS闭合,
线圈RY得电。
而线圈88得电后,8路线圈88A亦得电,其11路触头88A闭合,这样时间
继电器T2、T3均得电,其触头延时准备动作,但在未及动作时,压力开关PS断开,线圈
RY失电,时间继电器T3、T4均失电,继电器线圈TT3、TT4不得电,电动机正常运转。
若3分钟内,泵压力仍未建立起来,则时间继电器T3延时到,其14路触头闭合,导致线
圈TT3得电,其电脑输入端常闭触头TT3断开。
电脑接到该信号后,经CPU处理后,使继
电器线圈4、5断电,发出停泵指令。
若3分钟内,泵压力建立起来,在时间继电器T2通
电5分钟后,其13触头T2闭合,如果泵的出口压力过低,压力开关PS闭合,线圈RY得
电,13路触头RY亦闭合,时间继电器T4通电,30S后,TT4线圈得电,向电脑送入停泵
的输入信号去停泵。
即泵出口压力过低超过30S,泵停止运转。
此时已锁住故障,按复位按
钮可解除。
2)当电动机过载时,电动机主电路中51(热元件)通过的电流过大,其常闭触头断开,
向电脑送入停泵的输入信号去停泵;同理,当电机本身过热时,“GS”泵电机过热温度(保
护)开关TH断开,也可向电脑送入停泵的输入信号去停止泵的运行。
3)若10路开关43摆“CANCEL”位,可取消故障检测,即泵出口压力过低时也不停
止运行,其控制过程,读者可自行分析。
思考题:
1.图2-5-1泵的控制电路中,若2号泵处在运行位,1号泵处在备用位,在2号泵运
行泵程中,因2号泵的出口压力过低而向1号泵切换,但1号泵仅点动一下,2号泵又继续
运行。
过一会儿又重复上述动作,试分析其故障原因?
2.图2-5-4为一空压机的控制电路,试分析其电路工作原理,并比较该控制电路与泵
自动控制在功能上、控制原理上有哪些区别?
其控制元件及符号说明如下:
1)52/89:
主开关,为NFB(NOFUSEBREAKER)式空气开关;
2)88、42、6:
分别为接触器;19X、42X、88A、RL1、RL2、63Y、23X分别为中间
继电器;
3)51:
热继电器,对电动机进行过载保护;
4)M:
三相交流异步电动机;
5)TR1及TR:
分别为变压器;
6)INPUT、OUTPUT:
分别为电脑控制单元(电源电压为5VDC,WL为白色电源指
示灯)的输入、输出信号端;电动机的起动、停止、保护等功能的信号由INPUT端输入,
而输出信号使继电器4、5得电去控制电动机的起、停等动作;CPU为处理控制单元,GL
灯亮(绿色)表示电脑处于运行状态;
7)T1、T2、T3、T4:
分别为时间继电器;
146
8)3C、3T、3R:
分别为起动、停止、复位按钮;
9)COS:
为“驾控”、“集控”转换开关,“驾控”时线端13至14、23至24、33至34
通,“集控”时线端11至12、21至22、31至32通;
10)PS:
为压力开关,泵的压力正常时断开;P2为控制空压机起、停的压力开关;
11)MV:
为卸载起动及放残用电磁阀;
12)TH:
为空压机润滑油过热温度(保护)开关。
147
51
R88
U
520302S
V
89M
T4W
4X1
Y
42
012Z6
4X4219X
X6
T13
T1
19X403
6
88
TR
1
19X
026
88
42X
42X
5
6
42
7
42X
888A
88
+24vE
TR1
0v+5v
WLF1
TH
78
COMM
133C
STH
51
3T11
12
TT3TT43C
INPUT
1113212331333T
E/R
COS88A
W/HW/H
2423
COMM
3C2221
E/R
121422243234
1211
F2TT3
RL9CPU
3T
TT4
CANCEL
10
GL
NORRY
43
PS
11
RUN
T2
5MIN
88A
RY
T33MIN
12T2
4RY
30SEC
T413OUT-
5T3
M
PUT
3RT4
TT3
14
T3T4
15TT4
16
图2-5-3GS泵的控制电路
TT3
RY1
TT4
148
0302
51
R
S
52
89
88
U
V
MT
WY
42
01Z
+24v
XE
6
+5V0v
0302
WL
44219X
6
COMM。
T1
63Y51
T1
19X
T4
23X6
883C
19X6
42X
INPUT
883T
42X
T4P242
88A42X
88A
8888X
COMM+24V
TR13C
3T
A/M63YRL1
CPU23X
2
RL
GLRUN
T2
WLAUT88A
T3
T4
4
T3
MV
PS
T25
OUT-
63Y3R123X
PUT
AUT
63Y
3R2T3TH
63Y
23XFSX
23X
2-5-4空压机控制电路
149
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