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1、第五章 泵的自動(dòng)控制 泵浦是向液體傳送機(jī)械能，用來輸送液體的一種機(jī)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(jī)服務(wù)的燃油泵、滑油泵、冷卻水泵等主要的電動(dòng)副機(jī)，為了控制方便和工作可靠均設(shè)置兩套機(jī)組。該機(jī)組不僅能在機(jī)旁控制，也能在集控室進(jìn)行遙控；而且在運(yùn)行中運(yùn)行泵出現(xiàn)故障時(shí)能實(shí)現(xiàn)備用泵自動(dòng)切入，使備用泵投入工作。原運(yùn)行泵停止運(yùn)行并發(fā)出聲光報(bào)警信號，以保證主、副機(jī)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(dòng)控制 將電源開關(guān)QS1、QS2

2、合閘，遙控-自動(dòng)選擇開關(guān)SA1、SA2置于遙控位置。對于1號泵，按下啟動(dòng)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(dòng)機(jī)通電啟動(dòng)并運(yùn)行，同時(shí)KA10觸頭閉合自鎖。在1號泵正常運(yùn)行時(shí)，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(yùn)行。 2號泵的手動(dòng)控制與1號泵基本相同，并且兩臺泵可以同時(shí)手動(dòng)起停控制，實(shí)現(xiàn)雙機(jī)運(yùn)行。 2．泵的自動(dòng)控制過程 以1號泵為運(yùn)行泵，2號泵為備用泵為例，其自動(dòng)控制過程說明如下：

3、 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(dòng)選擇開關(guān)SA1、SA2置于自動(dòng)位置。組合開關(guān)SA12、SA22置于備用位置，此時(shí)對1號泵控制電路來說，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(diǎn)斷開，時(shí)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

4、，其7支路觸頭延時(shí)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KA21、、KA22、、KT2得電，而線圈KA23、、KT3、、KA20、、KM2不得電 。 正常運(yùn)行：若1號泵為運(yùn)行泵，2號泵為備用泵，則應(yīng)將SA11置于運(yùn)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(dòng)機(jī)啟動(dòng)

5、并運(yùn)轉(zhuǎn)；同時(shí)12支路KM1觸頭閉合，使線圈KT3得電；其10支路觸頭延時(shí)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)與前述備用時(shí)相比沒有發(fā)生變化。 運(yùn)行泵故障時(shí)，備用泵自動(dòng)切入：當(dāng)1號泵由于機(jī)械等故障原因造成失壓時(shí)，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(dòng)機(jī)啟動(dòng)并運(yùn)轉(zhuǎn)；同時(shí)1號泵 圖2-5-1 泵的控制電路 FR1 FR2

6、 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(yùn)轉(zhuǎn)，并發(fā)出聲、光報(bào)警。 3．故障分析舉例： 1）在圖2-5-1泵的控制電路中，若時(shí)間繼電器KT3調(diào)整不當(dāng)，會(huì)出現(xiàn)什么異常？ 在自動(dòng)控制過程中，若時(shí)間繼電器KT3調(diào)整過短，從前述分析可知：時(shí)間繼電器13KT3線圈通電延時(shí)已到時(shí)，觸頭11KT3閉合，線圈11KA13得電，其常閉觸頭6KA13斷開；而此時(shí)，泵的排出壓力開關(guān)7KPL1

7、或7KPL2還未來得及閉合，導(dǎo)致6KA11或6KA21失電，從而備用泵啟動(dòng)，運(yùn)行泵停止運(yùn)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(huì)導(dǎo)致哪些異常？ 該控制系統(tǒng)中，若第2個(gè)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(shí)，線圈6KA11不會(huì)失電，備用泵不能啟動(dòng)，運(yùn)行泵不能停止運(yùn)行，可能導(dǎo)致機(jī)損事故發(fā)生。 二、發(fā)電機(jī)預(yù)潤滑油泵的控制 1.發(fā)電機(jī)預(yù)潤滑油泵的控制功能 如圖2-5-2所示：當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)停機(jī)時(shí)，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(dòng)發(fā)電機(jī)后，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)發(fā)火轉(zhuǎn)速時(shí)自動(dòng)停止，此時(shí)，軸承等的潤滑油壓力由發(fā)電機(jī)本身

8、帶動(dòng)的泵浦來提供。該泵可手動(dòng)控制，也可自動(dòng)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(dòng)機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)。 4） M：三相交流異步電動(dòng)機(jī)。 5） TR11：變壓器，440/110V，100VA。 6） WL、GL、RL：分別為電源（白色）、運(yùn)行（綠色）、故障（紅色）指示燈。 7） 188/T：時(shí)間繼電器，設(shè)定值為30S。 8） 103/C、103/T：分別為手動(dòng)起動(dòng)、停止按鈕。 9） CS/11：手動(dòng)自動(dòng)控制轉(zhuǎn)換開關(guān)。 10） PB/11：復(fù)位開

9、關(guān)。 11） 114/N：發(fā)電機(jī)控制屏內(nèi)的速度繼電器（SPEED RELAY），即發(fā)電機(jī)運(yùn)行達(dá)發(fā)火轉(zhuǎn)速時(shí)，該繼電器的觸頭斷開。 3.泵的控制過程 1）手動(dòng)控制功能： 首先，合上主開關(guān)189（電源燈亮），將CS/11“手動(dòng)-自動(dòng)”控制轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn) “手動(dòng)”位，然后按一下起按鈕，因發(fā)電機(jī)停機(jī)時(shí)，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(huì)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(dòng)機(jī)啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)，

10、第5路輔助觸頭188自鎖。當(dāng)188/T延時(shí)到時(shí)，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(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)行燈亮。 在泵正常運(yùn)行時(shí)，若按一下第4路停止按鈕103/T，則第4路線圈188失電，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。此為正常停機(jī)。 若在泵正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)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(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。此為正常停機(jī)。 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

11、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(shí)，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(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。此為故障停機(jī)。故障燈RL亮。 當(dāng)出現(xiàn)短路、過載故障時(shí)，電動(dòng)機(jī)同樣故障停機(jī)，讀者可自行分析。 2）自動(dòng)控制功能： START 188/T 188 WL 188 F12/3A F11/3A 189 151 151 F14/3A F13/3A M ～ U V W 1 1 1 GL RL 4/11 4/12 4/11 188 AUTO MANU STOP 1

12、03/T 103/C RESET PB/11 188/T 4/12 114/N 4/11 163/QX PS 4/12 163/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) P11 P12 圖2-5-2副機(jī)預(yù)潤滑油泵控制線路原理圖 CS/11 3 4

13、 5 6 7 1 2 TR11 440/110V 100VA R S T (106) 合上主開關(guān)189（電源燈亮），將4CS/11“手動(dòng)-自動(dòng)”控制轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)“自動(dòng)”位，據(jù)上述分析可知：正常情況下，發(fā)電機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)時(shí)，第4路速度繼電器觸頭114/N閉合；因第6路常開延閉觸頭188/T不會(huì)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(dòng)機(jī)啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)；同時(shí)，188/T線圈得電，其第6路觸頭188/T延時(shí)閉合，但因泵本身無機(jī)械故障，

14、在第6路觸頭188/T延時(shí)閉合前，因壓力已正常時(shí)，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(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)行。 當(dāng)發(fā)電機(jī)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(dòng)機(jī)停止運(yùn)行，正常停機(jī)。 若泵的出口壓力過低（故障），電動(dòng)機(jī)亦報(bào)警停機(jī)，使預(yù)潤滑油泵停止運(yùn)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(dòng)控制可正常工作，但手動(dòng)不能啟動(dòng)，試分析其原因？ 對此現(xiàn)象進(jìn)行分析可知：自動(dòng)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（11

15、6）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(shí)，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 1．52/89：主開關(guān)，為NFB（NO FUSE BREAKER）式空氣開關(guān) 2．88、42、6：分

16、別為接觸器；4X、19X、42X、88A、TT3、TT4、RY、RY1、RL為中間繼電器 3．51：熱繼電器，對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過載保護(hù) 4．M：三相交流異步電動(dòng)機(jī) 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(dòng)機(jī)的起動(dòng)、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、5得電去控制電動(dòng)機(jī)的起、停等動(dòng)作。CPU為處理控制單元，GL燈亮（綠色）表示電腦處于運(yùn)行狀態(tài) 7． T1、T2、T3、T4：分別為時(shí)間繼電器 8． 3C、3T、3R：分別為起動(dòng)、停止、復(fù)位按鈕 9．COS：為“

17、駕控”、“集控”轉(zhuǎn)換開關(guān)，“駕控”時(shí)線端13至14、23至24、33至34通，“集控”時(shí)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(shí)斷開 10． TH：為GS泵電機(jī)過熱溫度(保護(hù))開關(guān) 二、泵的控制過程 1．該泵的起動(dòng)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(gè)常閉觸頭閉合。此時(shí)按一下起動(dòng)按鈕3C，電腦接到起動(dòng)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(shí)因第4路

18、時(shí)間繼電器T1常開延閉觸頭不會(huì)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(dòng)機(jī)“Y”星形接法進(jìn)行降壓起動(dòng)。第6路常開觸頭88閉合自鎖。與此同時(shí)，3路時(shí)間繼電器通電，其4路觸頭延時(shí)準(zhǔn)備閉合。當(dāng)T1延時(shí)到達(dá)（此時(shí)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

19、觸頭6斷開，主觸頭42閉合，電動(dòng)機(jī)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(yùn)行。 需要停泵時(shí)，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2——8支路線圈均失電，主電路中，主觸頭88、42均斷開，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)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(shí)，壓力開關(guān)PS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(shí)間繼電器T2、T3均得電，其觸頭延時(shí)準(zhǔn)備動(dòng)作，但在未及動(dòng)作時(shí)，壓

20、力開關(guān)PS斷開，線圈RY失電，時(shí)間繼電器T3、T4均失電，繼電器線圈TT3、TT4不得電，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。若3分鐘內(nèi)，泵壓力仍未建立起來，則時(shí)間繼電器T3延時(shí)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(shí)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RY亦閉合，時(shí)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(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)已鎖住故障，按復(fù)位按

21、鈕可解除。 2）當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，電動(dòng)機(jī)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(jī)本身過熱時(shí)，“GS”泵電機(jī)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(yùn)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(shí)也不停止運(yùn)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(yùn)行位，1號泵處在備用位，在2號泵運(yùn)行泵程中，因2號泵的出口壓力過低而向1號泵切換，但1號泵僅點(diǎn)動(dòng)一下，2號泵又繼續(xù)運(yùn)行。過一會(huì)兒又重復(fù)上述動(dòng)作，試分析其故障原因？ 2．圖2

22、-5-4為一空壓機(jī)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(dòng)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(dòng)機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)； 4）M：三相交流異步電動(dòng)機(jī)； 5）TR1及TR：分別為變壓器； 6）INPUT、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(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止、保護(hù)等功能的信號由

23、INPUT端輸入，而輸出信號使繼電器4、5得電去控制電動(dòng)機(jī)的起、停等動(dòng)作；CPU為處理控制單元，GL燈亮（綠色）表示電腦處于運(yùn)行狀態(tài)； 7） T1、T2、T3、T4：分別為時(shí)間繼電器； 8）3C、3T、3R：分別為起動(dòng)、停止、復(fù)位按鈕； 9）COS：為“駕控”、“集控”轉(zhuǎn)換開關(guān)，“駕控”時(shí)線端13至14、23至24、33至34通，“集控”時(shí)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(shí)斷開；P2為控制空壓機(jī)起、停的壓力開關(guān)； 11)MV：為卸載起動(dòng)及放殘用電磁閥； 12) TH：為空壓機(jī)潤滑油過熱溫度(保護(hù))開關(guān)。 E/R

24、 M 7 8 1 3 19X 88 88A 4 INPUT CPU OUT- PUT 88 51 +5v Y Z X U V W 42 R S T 6 01 02 03 02 1 2 TR +24v 0v 52 89 COMM WL E COMM TT4 TT3 TH 51 88A 3T 3C 3T 3C 3C 22 21 24 23 COS 3T W/H RUN 5 4 GL 4X 42 4X

25、 19X 03 02 T1 19X 6 T1 6 42 42X 42X 42X 6 88 88A TH F1 TR1 12 14 22 24 32 34 88 11 11 13 21 23 31 33 12 S F2 TT3 RL E/R W/H TT4 CANCEL NOR RY PS RY T3 T2 T4 T3 3R T4 RY TT4 RY1 TT3 TT4 T4 TT3 T3 5MIN 3MIN 30SEC 圖2-5

26、-3 GS 泵的控制電路 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 43 T2 2 19X 88 4 42 19X T1 19X 6 T1 6 42 42X 42X 42X 6 88 88A TR1 88 M 88 51 Y Z X U V W 42 R S T 6 01 02

27、 52 89 RL2 63Y 23X RL1 88ACOMM。 88A T3 T2 T4 T3 MV 23X 3R2 63Y TH T3 PS 63Y T2 23X 3R1 63Y 23X E WL +5V +24v 0v OUT- PUT 5 4 FSX AUT RUN GL AUT WL CPU 3C 3T A/M INPUT +24V 88X COMM T4 23X 63Y 51 3T 3C T4 52 89 P2 88A 2-5-4 空壓機(jī)控制電路 X 03 02 03 02 X 1 2 V