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1、第五章 泵的自動控制泵浦是向液體傳送機械能，用來輸送液體的一種機械，在船上用使非常廣泛。在不同的系統(tǒng)中，泵的具體功能各異，其控制也不相同。第一節(jié) 泵的常規(guī)控制一、主海水泵的控制為主、副機服務(wù)的燃油泵、滑油泵、冷卻水泵等主要的電動副機，為了控制方便和工作可靠均設(shè)置兩套機組。該機組不僅能在機旁控制，也能在集控室進(jìn)行遙控；而且在運行中運行泵出現(xiàn)故障時能實現(xiàn)備用泵自動切入，使備用泵投入工作。原運行泵停止運行并發(fā)出聲光報警信號，以保證主、副機等重要設(shè)備處于正常工作狀態(tài)。圖2-5-1為泵的控制線路，其工作原理分析如下： 1泵的遙控手動控制將電源開關(guān)QS1、QS2合閘，遙控-自動選擇開關(guān)SA1、SA2置于遙

2、控位置。對于1號泵，按下啟動按鈕SB12，則繼電器KA10線圈通電，接觸器KM1線圈回路KA10觸頭閉合，1號泵電動機通電啟動并運行，同時KA10觸頭閉合自鎖。在1號泵正常運行時，若按下停止按鈕SB11，則KA10線圈斷電，使接觸器KM1線圈失電，1號泵停止運行。2號泵的手動控制與1號泵基本相同，并且兩臺泵可以同時手動起?？刂?，實現(xiàn)雙機運行。2泵的自動控制過程以1號泵為運行泵，2號泵為備用泵為例，其自動控制過程說明如下： 準(zhǔn)備狀態(tài)（即兩臺泵都處于備用狀態(tài)）：將電源開關(guān)QS1、QS2合閘，遙控-自動選擇開關(guān)SA1、SA2置于自動位置。組合開關(guān)SA12、SA22置于備用位置，此時對1號泵控制電路來

3、說，開關(guān)SA12閉合，其各主要電器設(shè)備工作情況分析為：13支路KM1輔助觸點斷開，時間繼電器線圈KT3不得電，其10支路觸頭斷開，所以線圈KA13不得電，其6支路常閉觸頭閉合，使線圈KA11得電，從而使2號泵控制電路的4支路KA11斷開。同樣道理，2號泵控制電路中，觸頭KA21也斷開，因此KA10線圈不得電，KM1線圈也不得電；13支路KT2線圈得電，其7支路觸頭延時閉合；6支路KA13處于閉合狀態(tài)，所以線圈KA12也通電。因此，1號泵控制電路中，線圈KA11、KA12、KT2得電，而線圈KA13、KT3、KA10、KM1不得電 。同理，2號泵相應(yīng)線圈工作狀態(tài)與之類似,即2號泵控制電路中，線圈

4、KA21、KA22、KT2得電，而線圈KA23、KT3、KA20、KM2不得電 。正常運行：若1號泵為運行泵，2號泵為備用泵，則應(yīng)將SA11置于運行位置，SA22置于備用位置。對于1號泵有：3支路SA11和KA12均閉合，所以1支路線圈KA10得電，其電路中相應(yīng)觸頭閉合；使KM1線圈得電，從而接觸器主觸頭閉合，1號泵電動機啟動并運轉(zhuǎn)；同時12支路KM1觸頭閉合，使線圈KT3得電；其10支路觸頭延時閉合，使10支路線圈KA13得電；其6支路KA13常閉觸頭斷開，但在此之前壓力開關(guān)KPL1已經(jīng)閉合，從而保持KA11、KA12線圈有電。同理分析可知：2號泵仍處于備用狀態(tài)，其控制電路工作狀態(tài)與前述備用

5、時相比沒有發(fā)生變化。運行泵故障時，備用泵自動切入：當(dāng)1號泵由于機械等故障原因造成失壓時，其壓力開關(guān)KPL1斷開，使線圈KA11失電；相應(yīng)的2號泵控制電路中4支路KA11觸頭閉合，2支路線圈KA20得電，KM2線圈得電，其主觸頭閉合，2號泵電動機啟動并運轉(zhuǎn)；同時1號泵圖2-5-1 泵的控制電路FR1FR2控制電路中8支路KM2觸頭斷開，使8支路線圈KA12失電，其3支路觸頭KA12斷開；1支路線圈KA10因此失電，其主電路線圈KM1失電，主觸頭斷開，1號泵停止運轉(zhuǎn)，并發(fā)出聲、光報警。3故障分析舉例：1）在圖2-5-1泵的控制電路中，若時間繼電器KT3調(diào)整不當(dāng)，會出現(xiàn)什么異常？在自動控制過程中，若

6、時間繼電器KT3調(diào)整過短，從前述分析可知：時間繼電器13KT3線圈通電延時已到時，觸頭11KT3閉合，線圈11KA13得電，其常閉觸頭6KA13斷開；而此時，泵的排出壓力開關(guān)7KPL1或7KPL2還未來得及閉合，導(dǎo)致6KA11或6KA21失電，從而備用泵啟動，運行泵停止運行。2）在圖2-5-1泵的控制電路中，若不設(shè)二極管或二極管擊穿，會導(dǎo)致哪些異常？該控制系統(tǒng)中，若第2個二極管擊穿或不設(shè)，則泵出現(xiàn)故障，泵的排出壓力開關(guān)7KPL1或7KPL2斷開時，線圈6KA11不會失電，備用泵不能啟動，運行泵不能停止運行，可能導(dǎo)致機損事故發(fā)生。二、發(fā)電機預(yù)潤滑油泵的控制1.發(fā)電機預(yù)潤滑油泵的控制功能如圖2-5

7、-2所示：當(dāng)柴油發(fā)電機停機時，由該泵是向其提供一定壓力潤滑油對軸承等進(jìn)行預(yù)潤滑。啟動發(fā)電機后，當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)速達(dá)發(fā)火轉(zhuǎn)速時自動停止，此時，軸承等的潤滑油壓力由發(fā)電機本身帶動的泵浦來提供。該泵可手動控制，也可自動控制。2.控制線路圖中控制元件及符號介紹1） 189：主開關(guān)，為NFB（NO FUSE BREAKER）式空氣開關(guān)。2） 188：接觸器。3） 151：熱繼電器，對電動機進(jìn)行過載保護(hù)。4） M：三相交流異步電動機。5） TR11：變壓器，440/110V，100VA。6） WL、GL、RL：分別為電源（白色）、運行（綠色）、故障（紅色）指示燈。7） 188/T：時間繼電器，設(shè)定值為30S。8

8、） 103/C、103/T：分別為手動起動、停止按鈕。9） CS/11：手動自動控制轉(zhuǎn)換開關(guān)。10） PB/11：復(fù)位開關(guān)。11） 114/N：發(fā)電機控制屏內(nèi)的速度繼電器（SPEED RELAY），即發(fā)電機運行達(dá)發(fā)火轉(zhuǎn)速時，該繼電器的觸頭斷開。3.泵的控制過程1）手動控制功能：首先，合上主開關(guān)189（電源燈亮），將CS/11“手動-自動”控制轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn) “手動”位，然后按一下起按鈕，因發(fā)電機停機時，第4路速度繼電器114/N觸頭閉合；因第5路188/T線圈此前未得電，其第6路常開延閉觸頭不會瞬間閉合(無論線圈188/T是否有電)，第6路4/12線圈不得電，故第3路其觸頭閉合，使得線圈4/11得

9、電，第4路4/11觸頭亦閉合。因此，第4、5路線圈188、188/T均得電，主觸頭閉合電動機啟動、運轉(zhuǎn)，第5路輔助觸頭188自鎖。當(dāng)188/T延時到時，其第6路觸頭188/T閉合。但在此之前，泵的出口已建立起壓力，第7路壓力開關(guān)PS已閉合，線圈163/QX得電，其第6路觸頭163/QX已斷開，第6路線圈4/12沒電，線圈188、188/T保持有電，電動機正常運轉(zhuǎn)。運行燈亮。在泵正常運行時，若按一下第4路停止按鈕103/T，則第4路線圈188失電，電動機停止運行。此為正常停機。若在泵正常運行時，發(fā)電機達(dá)發(fā)火轉(zhuǎn)速，第4路速度繼電器觸頭114/N斷開，使第4路線圈188失電，電動機停止運行。此為正常

10、停機。若泵的出口壓力過低（故障），第7路壓力開關(guān)PS斷開，第7路線圈163/QX失電，其第6路觸頭163/QX閉合，導(dǎo)致第6路線圈4/12得電，其自鎖觸頭自鎖，同時，使得第3路線圈4/11失電，導(dǎo)致其第4路觸頭斷開，從而使第4路線圈188失電，電動機停止運行。此為故障停機。故障燈RL亮。當(dāng)出現(xiàn)短路、過載故障時，電動機同樣故障停機，讀者可自行分析。2）自動控制功能：START188/T188WL188F12/3AF11/3A189151151F14/3AF13/3AMU V W1 1 1GLRL4/114/124/11188AUTOMANUSTOP103/T103/CRESETPB/11188/

11、T4/12114/N4/11163/QXPS4/12163/QX(30S)188(103)(102)(101)(104)(105)(107)(108)(109)(110)(117)(116)(115)(114)(113)(112)(111)(121)(120)(119)(118)(124)(123)P11P12圖2-5-2副機預(yù)潤滑油泵控制線路原理圖CS/113 4 5 6 71 2TR11440/110V100VAR S T (106)合上主開關(guān)189（電源燈亮），將4CS/11“手動-自動”控制轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)“自動”位，據(jù)上述分析可知：正常情況下，發(fā)電機處于停機狀態(tài)時，第4路速度繼電器觸頭11

12、4/N閉合；因第6路常開延閉觸頭188/T不會瞬間閉合(無論線圈188/T是否有電)，第6路4/12線圈沒電，其第3路觸頭閉合，使得線圈4/11得電，第4路4/11觸頭，使得線圈188得電。主觸頭閉合使電動機啟動、運轉(zhuǎn)；同時，188/T線圈得電，其第6路觸頭188/T延時閉合，但因泵本身無機械故障，在第6路觸頭188/T延時閉合前，因壓力已正常時，第7路壓力開關(guān)閉合，線圈163/QX得電，其第6路觸頭斷開，導(dǎo)致第6路線圈4/12保持失電，線圈188繼續(xù)得電，電動機繼續(xù)運行。當(dāng)發(fā)電機達(dá)發(fā)火轉(zhuǎn)速，第4路速度繼電器觸頭114/N斷開，使第4路線圈188失電，電動機停止運行，正常停機。若泵的出口壓力過

13、低（故障），電動機亦報警停機，使預(yù)潤滑油泵停止運行，讀者亦可自行分析。4.泵的控制故障分析在本泵控制的系統(tǒng)中，自動控制可正常工作，但手動不能啟動，試分析其原因？對此現(xiàn)象進(jìn)行分析可知：自動控制能正常工作，說明電源，主電路均正常，且控制電路中，接線端（105）至（113）及線路（116）至（121）可正常工作。因此可判斷故障應(yīng)處于線路（113）至（116）之間。借助萬用表，利用帶電測量法斷電測量排除法，均可較容易的查出并排出故障。第二節(jié) 泵的電腦控制在電腦控制方式中，其控制功能與常規(guī)控制方式相同，在維護(hù)、保養(yǎng)、查找故障時，應(yīng)了解其各輸入、輸出元件（及電氣圖文符號）意義與作用，并能確認(rèn)電腦是否正常工

14、作（由指示燈顯示）。然后可具體分析電路的控制原理。如圖2-5-3為一“GS”泵的控制電路，控制元件及符號介紹如下：一、控制線路圖中控制件及元符號介紹152/89：主開關(guān)，為NFB（NO FUSE BREAKER）式空氣開關(guān)288、42、6：分別為接觸器；4X、19X、42X、88A、TT3、TT4、RY、RY1、RL為中間繼電器351：熱繼電器，對電動機進(jìn)行過載保護(hù)4M：三相交流異步電動機5 TR：變壓器6 NPUT、OUTPUT：分別為電腦控制單元（電源電壓為5V DC，WL為白色電源指示燈）的輸入、輸出信號端。電動機的起動、停止、保護(hù)等功能的信號由INPUT端輸入；而輸出信號使繼電器線圈4

15、、5得電去控制電動機的起、停等動作。CPU為處理控制單元，GL燈亮（綠色）表示電腦處于運行狀態(tài)7 T1、T2、T3、T4：分別為時間繼電器8 3C、3T、3R：分別為起動、停止、復(fù)位按鈕9COS：為“駕控”、“集控”轉(zhuǎn)換開關(guān)，“駕控”時線端13至14、23至24、33至34通，“集控”時線端11至12、21至22、31至32通9 PS：為壓力開關(guān)，泵的壓力正常時斷開10 TH：為GS泵電機過熱溫度(保護(hù))開關(guān)二、泵的控制過程1該泵的起動控制過程如下：合上主開關(guān)52/89，在控制系統(tǒng)正常的情況下，輸入信號中熱繼電器的常閉觸頭51閉合，TH亦閉合；因線圈TT3、TT4未得電，其作為輸入信號的兩個常

16、閉觸頭閉合。此時按一下起動按鈕3C，電腦接到起動信號，經(jīng)過CPU處理后，其輸出信號使繼電器線圈4得電，其第1路常開觸頭閉合使線圈4X得電，第2路常開觸頭4X閉合；此時因第4路時間繼電器T1常開延閉觸頭不會瞬間閉合，19X線圈不得電，線圈42X、42也未得電，故第3路常閉觸頭42和19X均閉合。因此，線圈6得電而其5路常開觸頭閉合后，第5路線圈88也得電。這樣，主電路中，主觸頭88和6均閉合，電動機“Y”星形接法進(jìn)行降壓起動。第6路常開觸頭88閉合自鎖。與此同時，3路時間繼電器通電，其4路觸頭延時準(zhǔn)備閉合。當(dāng)T1延時到達(dá)（此時泵已達(dá)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速），其4路觸頭閉合，線圈19X得電，它一方面使2路19X

17、觸頭斷開，線圈6失電，第6路觸頭6閉合；另一方面第6路觸頭19X閉合。42X線圈得電，一方面自鎖觸頭自鎖；一方面使第7路線圈42得電。這樣，主電路中，主觸頭88保持閉合，而主觸頭6斷開，主觸頭42閉合，電動機由“Y”星形接法轉(zhuǎn)換成“”星形接法進(jìn)行全壓狀態(tài)下的正常運行。需要停泵時，按一下停止按鈕3T，電腦接到停泵信號，經(jīng)過CPU處理后，其輸出信號使繼電器4失電，其第1路常開觸頭斷開使線圈4X失電，第2路常開觸頭4X閉合斷開使第28支路線圈均失電，主電路中，主觸頭88、42均斷開，電動機停止運轉(zhuǎn)。2泵的故障檢測及保護(hù)功能：1）正常情況下，10路開關(guān)43擺“NOR”位，泵壓力未建立起時，壓力開關(guān)PS

18、閉合，線圈RY得電。而線圈88得電后，8路線圈88A亦得電，其11路觸頭88A閉合，這樣時間繼電器T2、T3均得電，其觸頭延時準(zhǔn)備動作，但在未及動作時，壓力開關(guān)PS斷開，線圈RY失電，時間繼電器T3、T4均失電，繼電器線圈TT3、TT4不得電，電動機正常運轉(zhuǎn)。若3分鐘內(nèi)，泵壓力仍未建立起來，則時間繼電器T3延時到，其14路觸頭閉合，導(dǎo)致線圈TT3得電，其電腦輸入端常閉觸頭TT3斷開。電腦接到該信號后，經(jīng)CPU處理后，使繼電器線圈4、5斷電，發(fā)出停泵指令。若3分鐘內(nèi)，泵壓力建立起來，在時間繼電器T2通電5分鐘后，其13觸頭T2閉合，如果泵的出口壓力過低，壓力開關(guān)PS閉合，線圈RY得電，13路觸頭

19、RY亦閉合，時間繼電器T4通電，30S后，TT4線圈得電，向電腦送入停泵的輸入信號去停泵。即泵出口壓力過低超過30S，泵停止運轉(zhuǎn)。此時已鎖住故障，按復(fù)位按鈕可解除。2）當(dāng)電動機過載時，電動機主電路中51（熱元件）通過的電流過大，其常閉觸頭斷開，向電腦送入停泵的輸入信號去停泵；同理，當(dāng)電機本身過熱時，“GS”泵電機過熱溫度(保護(hù))開關(guān)TH斷開，也可向電腦送入停泵的輸入信號去停止泵的運行。3）若10路開關(guān)43擺“CANCEL”位，可取消故障檢測，即泵出口壓力過低時也不停止運行，其控制過程，讀者可自行分析。思考題：1圖2-5-1泵的控制電路中，若2號泵處在運行位，1號泵處在備用位，在2號泵運行泵程中

20、，因2號泵的出口壓力過低而向1號泵切換，但1號泵僅點動一下，2號泵又繼續(xù)運行。過一會兒又重復(fù)上述動作，試分析其故障原因？2圖2-5-4為一空壓機的控制電路，試分析其電路工作原理，并比較該控制電路與泵自動控制在功能上、控制原理上有哪些區(qū)別？其控制元件及符號說明如下：1）52/89：主開關(guān)，為NFB（NO FUSE BREAKER）式空氣開關(guān)；2）88、42、6：分別為接觸器；19X、42X、88A、RL1、RL2、63Y、23X分別為中間繼電器；3）51：熱繼電器，對電動機進(jìn)行過載保護(hù)；4）M：三相交流異步電動機；5）TR1及TR：分別為變壓器；6）INPUT、OUTPUT：分別為電腦控制單元（

21、電源電壓為5V DC，WL為白色電源指示燈）的輸入、輸出信號端；電動機的起動、停止、保護(hù)等功能的信號由INPUT端輸入，而輸出信號使繼電器4、5得電去控制電動機的起、停等動作；CPU為處理控制單元，GL燈亮（綠色）表示電腦處于運行狀態(tài)；7） T1、T2、T3、T4：分別為時間繼電器；8）3C、3T、3R：分別為起動、停止、復(fù)位按鈕；9）COS：為“駕控”、“集控”轉(zhuǎn)換開關(guān)，“駕控”時線端13至14、23至24、33至34通，“集控”時線端11至12、21至22、31至32通；10） PS：為壓力開關(guān)，泵的壓力正常時斷開；P2為控制空壓機起、停的壓力開關(guān)；11)MV：為卸載起動及放殘用電磁閥；1

22、2) TH：為空壓機潤滑油過熱溫度(保護(hù))開關(guān)。 E/RM7 81 319X8888A4INPUTCPUOUT-PUT8851+5vYZXUVW42RST601 0203021 2TR+24v0v5289COMMWLECOMMTT4TT3TH5188A3T3C3T3C3C22 2124 23COS3TW/HRUN54GL4X424X19X03 02T119X6T164242X42X42X68888ATHF1TR112 14 22 24 32 34881111 13 21 23 31 3312SF2TT3RLE/RW/HTT4CANCELNORRYPSRYT3T2T4T33RT4RYTT4RY1

23、TT3TT4T4TT3T35MIN3MIN30SEC圖2-5-3 GS 泵的控制電路1234567891011121314151643T2219X8844219XT119X6T164242X42X42X68888ATR188M8851YZXUVW42RST601 025289RL263Y23XRL188ACOMM。88AT3T2T4T3MV23X3R263YTHT3PS63YT223X3R163Y23XEWL+5V+24v0vOUT-PUT54FSXAUTRUNGLAUTWLCPU3C3TA/MINPUT+24V88XCOMMT423X63Y513T3CT45289P288A2-5-4 空壓機控制電路X03 0203 02X12V