黄水泵自动启、停技术电路设计方案

黄水泵自动启、停技术电路设计方案

陈俞江

泸州老窖股份有限公司 四川省泸州市 646000

摘要： 根据酿酒设备黄水泵的运行要求，对其电气线路进行设计。通过对控制线路设计图的分析，以及操作人员对设备的操作性研究。结合设计方案的优、缺点和经济效益，最终确定出论文所述方案。同时对方案中电气元件的选择、保护元器件的确定、自动启停的时间设置原则等作了阐述。

关键词：黄水泵，控制线路，自动启停

  第一章黄水泵电路主接线设计

电路概述

黄水泵线路的正确，合理设计，不仅关系到其安全经济运行，也关系到使用者的人身安全。因此，黄水泵电气主接线的设计应根据其使用环境特点，安全可靠，检修方便且经济的原则

黄水泵电气主接线设计要求

电气主接线的设计原则

电气主接线设计基本原则是以国家相关技术规定为基础，结合黄水泵生产工艺特性，安全可靠、实用、经济、美观的原则

对电气主接线设计的基本要求

安全可靠性：保证设备安全稳定运行是电气主接线最基本的要求。人员安全方面使用带漏电保护的电源开关，根据《漏电保护器安装和运行国家标准》(GB13955-92)的规定移动回路选用电流不大于30mA的漏电保护器

灵活性：应满足在操作、移动、维修时的灵活性

经济性：在满足安全可靠性和灵活性的前提下做到经济合理

黄水泵设计方案的提出

原始资料

黄水泵的工作环境湿度大、酒糟容易堵转。但作为窖池中黄水抽取的装置，在酿酒生产环节滴窖中抽取黄水是不可或缺的工艺流程

电气主接线方案的确定

  黄水泵的保护功能：

黄水泵的堵转现象，根据国标通用用电设备配电设计规范GB 50055-93第2.4.1条标准，对电动机主回路加装过载保护装置

电路主接线可靠性分析和元器件选择

根据初步设计的线路主回路确定元器件有以下：

熔断器、断路器（带漏电保护）、接触器、热保护；其电源为220V交流电，选择确定断路器带30mA漏电保护空气开关。

第二章：黄水泵控制回路的设计

控制回路基本要求

根据黄水泵的基本控制要求，以及生产工艺要求，总结如下：

对生产而言黄水泵能手、自动运行，自由切换，自动状态时可自动循环抽取黄水，手动时黄水泵实现单次抽取黄水。自动运行要求间隔2至6小时循环运行，黄水抽干后自动停止黄水泵。运行时间可在2至6小时范围内自由设置

水泵启动1分钟内没黄水泵抽出自动停止黄水泵，保护黄水泵不干磨

黄水泵出现堵转现象要求有过载保护，以实现保护电动机不损坏

具有急停功能和短路保护

设计原则

根据 控制回路基本要求 分解为以下几点：控制回路用S开关作为手自动切换开关，通电延时闭合时间继电器2-6小时设置范围，作为黄水泵搅杆和皮套防止干磨的问题，使用通电延时断开时间继电器来实现，为防止黄水泵堵转导致黄水泵烧坏，因此选择使用过载保护器，俗称热保护。

设计方案确定

      根据设计原则的分析和功能要求，设计线路图如下:

如图所示：线路中设置有FU熔断器，急停按钮，FR热保护器，水流感应开关，时间继电器KT1、KT2，手、自动选择开关S，KM接触器等元器件。通过此线路图能够实现线路的可靠性、操作方便性、安全性的各项要求

设计方案分析：

按下SB1启动按钮→KM线圈得电动作，KT1线圈得电快开始计时→此时“水流感应开关”如检测到水流将动作触点处于闭合状态→KT1在计时1min后动作，其动断触点断开→因“水流感应开关”处于闭合状态→KM接触器继续得电动作→黄水泵继续运行→当“水流感应开关”检测到黄水已抽完时，将会迅速断开其触点→KM线圈失电→黄水泵停止运转。黄水泵实现控制回路单独运行一次

按下SB1启动按钮→KM线圈得电动作，KT1线圈得电快开始计时→此时“水流感应开关”如没有检测到水流将不动作，触点处于断开状态→时间继电器KT1在计时1min后动作，其动断触点断开→因“水流感应开关”处于断开状态→KM接触器继续失电动作→黄水泵停止运行。实现黄水泵的自动保护性停电。

如将自动运行开关S拨转到接通（自动）状态时，KT1线圈得电开始按照预设（2-6小时）计时→时间到达预设时间后其动合触点接通，黄水泵电动机实现自动启动，自动执行第1步，黄水泵实现自动启、停一次，此过程将一直循环运行。

根据方案总结可以得出，此设计方案可以实现黄水泵的安全、可靠、方便的运行要求，初步确定了上述控制方案。下一步将对其电路的经济通入做计算，在计算此方案的经济投入前我们将对此设计电路中所设计的元器件进行一个选型的确定，确保投入资金的准确性。
           第三章：电气元件选择

电气设备选择的一般条件

本设计中的保护环节涉及到的有短路保护、过载保护、零电压和欠电压保护、黄水无法抽起和黄水管无黄水流动保护等。对应的电气元件分别有：熔断器、电源空开、急停、启动、停止按钮、过电流继电器、时间继电器、选择开关、接触器等。

本论文中所涉及到的黄水泵电机的主要参数有：

P=750W       V=220V/50Hz       I

N=5.2A

继电器的选择

本论文涉及热继电器和时间继电器两种，因此主要对两种元件的分析选型论述

热继电器

整定电流范围：整定电流的范围由黄水泵额定电流5.2A来确定

根据以上热保护的选型分析最终确定黄水泵的热保护型号为：TK-E02T-C

时间继电器

时间继电器有两种型号，分别是：

KT1型号为JSZ3C-D时间设定范围为：10s～60min

KT2型号为JSZ3C-F时间设定范围为：60min～6h

断路器选择

根据电动机的额定电压VN=220V，确定选择空开型号为：DZ47/D6 1P+N 小型漏电断路器

熔断器的选择

熔断器的选择主要依据负载的保护特性和短路电流的大小选择熔断器的类型。 确定熔断器为： IN=10A，UN=230V

水流开关的选择

线路中水流开关连接的控制回路的额定电压为UN=220V

对水流开关提出了要求：

由于水流开关工作在220V的环境中，因此更注重开关的安全性。维修和更换方便，具有可升级替换的空间。后期购买和替换方便。经过大量的选型最终确定为“靶式流量开关”，确定其型号为：LKB-01型靶式流量开关

设备连接通电试验

通电前检查

使用万用表对每一个电气元器件进行功能测试，确保元器件动作正常。检查控制回路初始状态是处于开路状态，按下启动按钮SB1线路中有接触器和时间继电器线圈的阻值中和。

使用500V摇表对线路进行绝缘摇测，要求各元器件、电动机对地绝缘电阻值不低于2MΩ

数据收集

通过此次通电实验记录了黄水泵运行时的数据如下：

电源电压：U =228V电流：I=5.0A

运行一小时后测得电动机温度：前端30℃    后端26℃    机身29℃

主要参考资料

《中华人民共和国国家标准漏电保护器安装和运行》GB13955-92   国家技术监督总局1992-12-19发布   1993-05-01实施

王幼林主编；詹迪铌副主编；王桂琴主审．电工电子技术实验与实践指导：机械工业出版社，2015.08

  部分资料 来自互联网 等

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