一种淬火机床喷淋水泵变频节能控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种淬火机床喷淋水泵变频节能控制系统，涉及电气控制领域。包括水泵、变频器、软启动器、PLC控制器、选择开关、继电器、止回阀、输入电抗器、输出电抗器、指示灯、电流表等，通过对控制电路优化设计，实现软启动器、变频器互为备用，解决了软启动器启动次数限制及易报过流故障等启动问题，达到了淬火机床喷淋水泵节能80%以上的效果。该实用新型专利技术结构简单、操作便捷、节能效果显著。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电气控制领域，尤其是一种淬火机床喷淋水泵的变频控制系统。
技术介绍
淬火机床是钢管进行热处理的专业设备，不同规格、钢级的钢管，外淋、内喷的淬火时间不同。以Φ139.7mm规格钢管为例，淬火加热炉出料节拍在50-55s，淬火时间（外淋+内喷）约10s。按现有水泵的工作制度（全工频运转），约40-45s的时间内，水泵抽取的循环水都是被旁通到了浊环池，在淬火机床非工作期间造成了水和能源的巨大浪费。为了节约能源、降低能耗，实现企业降本增效，迫切需要设计开发一种新的淬火机床喷淋水泵控制系统。
技术实现思路
本技术针对上述问题提供一种淬火机床喷淋水泵变频节能控制系统，实现淬火机床喷淋水泵在非工作期间低速运行，并根据需要启停，达到降低能耗的目的，该控制系统具有结构简单、操作便捷、节能效果显著等特点。为解决上述技术问题，本技术所采取的技术方案是：一种淬火机床喷淋水泵变频节能控制系统，包括水泵、变频器、软启动器、PLC控制器、选择开关、继电器、止回阀、输入电抗、输出电抗、指示灯、电流表等，主控室设有一台上位机，可以通过上位机和PLC控制喷淋水泵的高速、低速运行，变频器接收到PLC的高速信号即驱动水泵电机升速至高速运行，变频器接收到PLC的低速信号即驱动水泵电机降速至低速运行。进一步的，所述的变频器驱动水泵电机低速运转频率设定在20-30Hz。进一步的，所述的变频器升降速时间设定为5-10s。进一步的，所述水泵的工作面低于水面，可减缓气蚀现象。进一步的，所述的水泵驱动方式有软启动器和变频器两种驱动方式，且互为备用。进一步的，所述的选择开关为三刀双掷开关。进一步的，所述的上位机具有人机交互画面。进一步的，所述的上位机可以设定水泵电机的高速、低速运转频率。进一步的，所述的水泵控制方式为传统的继电器控制和PLC控制两种。进一步的，所述的上位机可以控制变频器的启停。进一步的，所述的上位机与PLC是通过总线进行连接、通讯。进一步的，所述的PLC控制器是通过模拟量输出模块改变喷淋水泵的高速、低速给定。采用上述技术方案，本技术取得的技术进步是：1）水泵可变频驱动，实现无极调速，不仅节能环保，而且切换至变频模式时能够自动忽略进水口电动阀门开关位置信号，不受其信号干预，实现水泵带负载起动。2）水泵具有软启动器、变频器两种驱动方式，两者互为备用，降低因设备故障造成水泵电机无法运行的几率。3）通过人机交互画面，可在操作室上位机远程控制各水泵的启停、设定各水泵的高/低速频率，并且通过画面可以即时显示各水泵的工作及故障状态。4）水泵具有继电器控制和PLC控制两种控制方式，可通过改变变频器频率给定通道的参数设定来实现两种控制方式的简单切换。5）PLC控制方式，可以很容易地实现远程控制各水泵的启停，节约操作时间、降低劳动强度；可以即时改变各水泵的速度给定，实现不同规格钢管的淬火水压水量的精确调整，从而达到最佳的节能效果和钢管淬火效果。6）当变频器低频设定为25Hz时，可以实现节能80%以上。附图说明图1是本技术的流程图。图2是本技术的主回路电气原理图。图3是本技术的控制回路电气原理图。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步详细说明：一种淬火机床喷淋水泵变频节能控制系统，包括水泵、变频器、软启动器、PLC控制器、选择开关、继电器、止回阀、输入电抗、输出电抗、指示灯、电流表等，主控室设有一台上位机，可以通过上位机和PLC控制喷淋水泵的高速、低速运行，变频器接收到PLC的高速信号即驱动水泵电机升速至高速运行，变频器接收到PLC的低速信号即驱动水泵电机降速至低速运行。本实施例中变频器选用型号为英威腾CHF100A-160G-4。本技术变频控制系统的工作原理：工频控制：工频/变频选择开关SA2打在工频位置，人工预先关闭水泵进水口电动阀门直至K3吸合；按下启动按钮SB1，继电器K1吸合，接通软启动器，软启动器起动电机，同时起动指示灯H31亮；软启动起动完成后，软启动器内部的继电器RQ1吸合，接通接触器KM1，使水泵电机常压工频运行，同时旁路运行指示灯H11亮；常压运行平稳后，人工打开水泵进水口电动阀门，如此水泵一直保持工频运行。键盘给定的变频控制：工频/变频选择开关SA2打在变频位置，继电器K05吸合，继电器K05短接水泵进水口电动阀门全关信号继电器K3；按下启动按钮SB1，则继电器K01吸合，接通变频器的输入端子S1，变频器起动水泵电机；同时继电器K04的常闭点接通变频器输入端子S2，水泵电机一直运行在变频器预设的25HZ低速状态；直到淬火机床PLC根据工艺要求产生高速信号，使继电器K08接通，继电器K08的常开点接通继电器K04，继电器K04常闭点断开，使变频器输入端子S2失电，水泵电机升速运行至变频器预设的50HZ高速状态；当喷淋工序结束后，淬火机床PLC根据工艺要求产生低速信号，使继电器K08断开，继电器K08的常开点断开继电器K04，继电器K04常闭点接通变频器输入端子S2，水泵电机降速运行至变频器预设的25HZ低速状态，如此循环工作。PLC给定的变频控制：当工频/变频选择开关SA2打在变频位置，继电器K05吸合，继电器K05短接水泵进水口电动阀门全关信号继电器K3；用鼠标点击上位机画面的“启动按钮”，则继电器K07吸合，使继电器K01吸合，接通变频器的输入端子S1，变频器起动水泵电机，水泵电机一直运行在HMI设定的由模拟量输出模块传递过来的低速状态；直到淬火机床PLC根据工艺要求产生高速信号，并依据HMI的高速设定，通过模拟量输出模块传递高速给定值于变频器，变频器模拟量输入通道接收到高速给定值后，即驱动水泵电机升速至高速状态运行；当喷淋工序结束后，淬火机床PLC根据工艺要求产生低速信号，并依据HMI的低速设定，通过模拟量输出模块传递低速给定值于变频器，变频器模拟量输入通道接收到低速给定值后，即驱动水泵电机降速至低速状态运行，如此循环工作。指示灯工作原理：变频器运行时，RO1C输出信号，接通继电器K03，继电器K03使水泵控制柜和机旁操作箱的运行指示灯H21A、H22A亮；继电器K03同时向PLC传递数字量输入信号，从而上位机画面显示水泵已正常运行。变频器故障时，RO2C输出信号，接通继电器K02，继电器K02使水泵控制柜和机旁操作箱的故障指示灯H11A、H12A亮；继电器K02同时向PLC传递数字量输入信号，从而上位机画面显示水泵已发生故障。采用本技术后外淋水泵电机的运行数据如下表所示：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种淬火机床喷淋水泵变频节能控制系统，包括水泵、变频器、软启动器、PLC控制器、选择开关、继电器、止回阀、输入电抗器、输出电抗器、指示灯、电流表，其特征在于：主控室设有一台上位机，可以通过上位机和PLC控制喷淋水泵的高速、低速运行，变频器接收到PLC的高速信号即驱动水泵电机升速至高速运行，变频器接收到PLC的低速信号即驱动水泵电机降速至低速运行。

【技术特征摘要】
1.一种淬火机床喷淋水泵变频节能控制系统，包括水泵、变频器、软启动器、PLC控制器、选择开关、继电器、止回阀、输入电抗器、输出电抗器、指示灯、电流表，其特征在于：主控室设有一台上位机，可以通过上位机和PLC控制喷淋水泵的高速、低速运行，变频器接收到PLC的高速信号即驱动水泵电机升速至高速运行，变频器接收到PLC的低速信号即驱动水泵电机降速至低速运行。2.根据权利要求１所述的一种淬火机床喷淋水泵变频节能控制系统，其特征在于：所述的变频器驱动水泵电机低速运转频率设定在20-30Hz。3.根据权利要求１或2所述的一种淬火机床喷淋水泵变频节能控制系统，其特征在于：所述的变频器升降速时间设定为5-10s。4.根据权利要求1所述的一种淬火机床喷淋水泵变频节能控制系统，其特征在于：所述水泵的工作面低于水面。5.根据权利要求1或4所述的一种淬火机床喷淋水泵变频节能控制系统，其特征在于：所述的水泵驱动方式有软启动器和变频器两种驱动方式，且互为备...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌丛林，李玲霞，
申请(专利权)人：达力普石油专用管有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13