一种卧式离心泵排气电气自动化控制系统及方法

技术领域

本发明涉及一种卧式离心泵排气电气自动化控制系统及方法，属于矿山生产设备及方法技术领域。

背景技术

卧式离心泵作为矿山主要的排水设备，其运行的效率非常关键，离心泵是靠叶轮将泵中的水压出以后形成真空而进水的，一般每次开泵前都必须向泵内充水，充水方法主要有直接向泵内注水和将泵内气体抽去，建立真空度。抽真空的方式需要在现场配置真空泵及辅助相关设备，成本较高，系统复杂，所有现场基本采用向泵内注水的方式进行。老式的注水方式是通过安装注水潜水泵，将水打入泵体内，实现空气的排出，该方法操作劳动强度大，尤其是频繁启停的设备，造成人员的浪费和效率的降低。

发明内容

本发明目的是提供一种卧式离心泵排气电气自动化控制系统及方法，通过对原有系统改造，利用仪表检测技术，结合电气自动化控制技术和视频监控技术，实现卧式离心泵自动排气、自动启动、自动停止的全流程控制，改变原有的现场控制模式，实现集控中心对现场水泵的实时监控和对现场设备的远程控制，减少现场岗位人员，优化岗位人员配置，提高整体智能化水平，提高设备工作效率，降低生产成本，提高效益，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：一种卧式离心泵排气电气自动化控制系统，包含电机（1）、离心泵（2）、水仓（3）、吸水管（4）、排水管（5）、压力表（6）、出口电动阀门（7）、逆止阀（8）、补水电动阀门（9）、减压电磁阀（10）、排气电磁阀（11）、液位计（12）、视频监控装置（13）和电气自动化控制系统（14），所述压力表（6）安装在排水管（5）上，出口电动阀门（7）与离心泵（2）出口之间，出口电动阀门（7）安装在逆止阀（8）与压力表（6）之间，减压电磁阀（10）安装在补水电动阀门（9）下方的排水管二上，排气电动阀门（11）安装在离心泵（2）排气孔上，液位计（12）安装在水仓（3）上方，仪表检测信号、视频监控信号和I/O控制信号通过信号线接入电气自动化控制系统（14）。

所述吸水管（4）一端连接在离心泵（2）下方，另一端插入至水仓（3）底部。

所述视频监控装置（13）的测量范围与排气电磁阀（11）所在管路和压力表（6）的位置相匹配。

一种卧式离心泵排气控制方法，包含以下步骤：

（1）设定离心泵启停的高低液位，判断水仓内的水位情况，是否达到离心泵启动的条件，未达到启泵液位时不允许启动；

（2）当液位达到启动液位时，首先打开减压电磁阀和排气电磁阀，阀门开启后打开补水电动阀门，阀门开到位后观察减压电磁阀连接的排水管二是否有水流排出；

（3）补水电动阀门打开后，观察排气电磁阀所在管路是否有气体排出，一段时间后，排气电磁阀所在管路会有水排出，观察水中是否仍有气体，待水流稳定时，认为离心泵内气体已全部排出，具备启动条件；

（4）排气完成后，关闭减压电磁阀和排气电磁阀，启动电机，观察离心泵运行情况；

（5）离心泵正常运转后，观察出口压力，达到设定压力值后，开启出口电动阀门，待出口电动阀门开到位后，关闭补水电动阀门，阀门关到位后，观察离心泵出口压力值，至此离心泵的排气启动过程完成；

（6）手动停止或达到停止液位时，先关闭出口电动阀门，待阀门关到位后，停止离心泵。

所述步骤（2）中，通过视频监控装置观察减压电磁阀连接的排水管二是否有水流排出。

还包含自动模式，设定补水电动阀门开启时间，设定启动的出口压力值，设备在远程自动模式下，电机自动启动，可实现该排气系统的全自动运行，需要停止离心泵时，点击系统停止。

所述设定补水电动阀门开启时间，开启时间与排气电磁阀所在管路气体全部排出时间相匹配。

本发明的有益效果是：通过对原有系统改造，利用仪表检测技术，结合电气自动化控制技术和视频监控技术，实现卧式离心泵自动排气、自动启动、自动停止的全流程控制，改变原有的现场控制模式，实现集控中心对现场水泵的实时监控和对现场设备的远程控制，减少现场岗位人员，优化岗位人员配置，提高整体智能化水平，提高设备工作效率，降低生产成本，提高效益。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的信号传输示意图；

图3是本发明的过程控制流程图；

图中：电机1、离心泵2、水仓3、吸水管4、排水管5、压力表6、出口电动阀门7、逆止阀8、补水电动阀门9、减压电磁阀10、排气电磁阀11、液位计12、视频监控装置13、电气自动化控制系统14。

具体实施方式

为了使发明实施案例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施案例中的附图，对本发明实施案例中的技术方案进行清晰的、完整的描述，显然，所表述的实施案例是本发明一小部分实施案例，而不是全部的实施案例，基于本发明中的实施案例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施案例，都属于本发明保护范围。

一种卧式离心泵排气电气自动化控制系统，包含电机1、离心泵2、水仓3、吸水管4、排水管5、压力表6、出口电动阀门7、逆止阀8、补水电动阀门9、减压电磁阀10、排气电磁阀11、液位计12、视频监控装置13和电气自动化控制系统14，所述压力表6安装在排水管5上，出口电动阀门7与离心泵2出口之间，出口电动阀门7安装在逆止阀8与压力表6之间，减压电磁阀10安装在补水电动阀门9下方的排水管二上，排气电动阀门11安装在离心泵2排气孔上，液位计12安装在水仓3上方，仪表检测信号、视频监控信号和I/O控制信号通过信号线接入电气自动化控制系统14。

所述吸水管4一端连接在离心泵2下方，另一端插入至水仓3底部。

所述视频监控装置13的测量范围与排气电磁阀11所在管路和压力表6的位置相匹配。

一种卧式离心泵排气控制方法，包含以下步骤：

（1）设定离心泵启停的高低液位，判断水仓内的水位情况，是否达到离心泵启动的条件，未达到启泵液位时不允许启动；

（2）当液位达到启动液位时，首先打开减压电磁阀和排气电磁阀，阀门开启后打开补水电动阀门，阀门开到位后观察减压电磁阀连接的排水管二是否有水流排出；

（3）补水电动阀门打开后，观察排气电磁阀所在管路是否有气体排出，一段时间后，排气电磁阀所在管路会有水排出，观察水中是否仍有气体，待水流稳定时，认为离心泵内气体已全部排出，具备启动条件；

（4）排气完成后，关闭减压电磁阀和排气电磁阀，启动电机，观察离心泵运行情况；

（5）离心泵正常运转后，观察出口压力，达到设定压力值后，开启出口电动阀门，待出口电动阀门开到位后，关闭补水电动阀门，阀门关到位后，观察离心泵出口压力值，至此离心泵的排气启动过程完成；

（6）手动停止或达到停止液位时，先关闭出口电动阀门，待阀门关到位后，停止离心泵。

所述步骤（2）中，通过视频监控装置观察减压电磁阀连接的排水管二是否有水流排出。

还包含自动模式，设定补水电动阀门开启时间，设定启动的出口压力值，设备在远程自动模式下，电机自动启动，可实现该排气系统的全自动运行，需要停止离心泵时，点击系统停止。

所述设定补水电动阀门开启时间，开启时间与排气电磁阀所在管路气体全部排出时间相匹配。

在实际应用中，技术实施过程如下：

1、现场设备安装

对现场设备进行安装，主要包括：

压力表6安装在排水管5上，出口电动阀门7与离心泵2出口之间，出口电动阀门7安装在逆止阀8与压力表6之间，减压电磁阀10安装在补水电动阀门9下方的排水管上，排气电动阀门11安装在离心泵2排气孔上，液位计12安装在水仓3上方，各仪表检测信号、视频监控信号和I/O控制信号通过信号线接入电气自动化控制系统14。

2、设定离心泵启停的高低液位，判断水仓内的水位情况，是否达到离心泵启动的条件，未达到启泵液位是不允许启动；

3、当液位达到启动液位时，首先打开减压电磁阀和排气电磁阀，阀门开启后打开补水电动阀门，阀门开到位后观察减压电磁阀连接的排水管二是否有水流排出，可通过视频监控系统观察；

4、补水阀打开后，观察排气电磁阀管路是否有气体排出，一段时间后，排气电磁阀管路会有水排出，观察水中是否仍有气体，待水流稳定时，认为离心泵内气体已全部排出，具备启动条件（正常设定阀门开启时间，可自动控制）；

5、排气完成后，关闭减压电磁阀和排气电磁阀，启动电机，观察离心泵运行情况；

6、离心泵正常运转后，观察出口压力，达到设定压力值后，开启出口电动阀门，待出口电动阀门开到位后，关闭补水电动阀门，阀门关到位后，观察离心泵出口压力值，至此离心泵的排气启动过程完成。

7、手动停止或达到停止液位时，先关闭出口电动阀门，待阀门关到位后，停止离心泵。

8、自动模式：设定补水电动阀门开启时间，设定启动的出口压力值，设备在远程自动模式下，电机系统自动启动，可实现该排气系统的全自动运行，需要停泵时，点击系统停止。