[发明专利]柴油机驱动泵供水的稳压控制方法及其控制系统

说明书

本发明涉及自动控制技术，特别涉及用于柴油机驱动泵供水的稳压控制方法及其控制系统。

在建筑领域，特别是高层建筑的楼房往往要安装消防供水装置；在工业和农业领域，工业供水和灌溉农田亦需要装备灌溉供水设备。这些领域已有的供水装置有多种类型，其驱动形式主要有人力驱动、电力驱动、柴油(或汽油)驱动等。人力驱动泵供水装置结构较简单，但效率低；电力驱动泵供水装置效率高，但没有安装电力系统的地方等场合不适用；发生火灾时，必须停止供电，电机就无法工作，从而延误了时间，对于消防会造成严重的后果。

图1是现有柴油机驱动泵供水装置的结构示意图，如图所示，该装置主要由柴油机1、联轴器2、减速器3、联轴器2、泵4依次连接构成。有的装置可以不用减速器，直接由柴油机1、联轴器2、泵4连接构成，其工作原理是柴油机1通过联轴器2驱动泵4来供水，减速器起调节柴油机输出轴转速作用。优点是相对上述两种供水装置具有适用场合较多，使用较为灵活方便。但存在如下缺点：(1)由于泵的输出流量与其压力的关系是非线性，所以当供水输出流量发生变化时，导致供水压力发生变化，而柴油机输出轴的转速不能作相应的调节，所以该装置不能适用于要求输出压力恒定的场合，如消防和工业供水等；(2)装置出现转速过高或过低时，不能作出反应并给予保护；(3)必须手动操作，不能实现远程监视和控制，需要安排人员进行现场值守。

本发明的目的在于提供一种柴油机驱动泵供水的稳压控制方法，自动稳定供水压力，提高供水装置的操作安全可靠性。

本发明的目的还在于提供一种柴油机驱动泵供水的稳压控制方法，不但能自动稳定供水压力，还能实现转速过极限报警，从而保护供水装置。

本发明的目的在于针对现有技术存在的缺陷，提供一种能自动稳定供水压力的柴油机驱动泵供水的稳压控制系统，提高供水装置操作安全可靠性。

本发明的目的还在于提供一种柴油机驱动泵供水的稳压控制系统，不但能自动稳定供水压力，还能实现转速过极限报警，从而保护供水装置。

本发明的目的还在于提供一种柴油机驱动泵供水的稳压控制系统，不但能自动稳定供水压力，实现转速过极限报警，还能实现远程监视和控制，不需手动操作，也不必安排现场值守。

本发明的柴油机驱动泵供水的稳压控制方法是将实际供水压力信号与设定水压信号比较出压差信号，据此使柴油机的油门作出相应变化，改变柴油机输出轴转速，使泵输出水压动态稳定在设定值范围内。

为了实现转速过极限报警，本发明的稳压控制方法还可以包括将柴油机输出轴转速与设定极限值比较，柴油机输出轴转速达到设定极限值时发出报警信号。

本发明的柴油机驱动泵供水的稳压控制系统由压力传感器和变送器、模数转换器、单片机、驱动器依次连接构成，压力传感器和变送器与柴油机驱动泵供水装置的泵连接，驱动器通过执行机构与柴油机的油门连接。

为了实现转速过极限保护，本发明的稳压控制系统的单片机还分别与转速传感器、参数单位和报警指示灯连接，转速传感器贴近柴油机的输出轴；参数单位及报警指示灯用于输入参数值时的单位量纲显示和运行/调试时速度参数超出极限时灯光报警。

为了实现远程监视和控制，本发明的稳压控制系统的单片机上还可以接一通信接口；

此外，本发明的稳压控制系统的单片机上还可以接显示器和键盘，以便于显示供水压力、转速等参数，通过键盘输入控制参数。

本发明的柴油机驱动泵供水的稳压控制系统的工作过程及其稳压控制方法如下：压力传感器和变送器测出泵输出水压并将该水压信号送至模数转换器，信号转换后送入单片机得到对实际水压的采样值，把实际水压的采样值与设定值比较，得到差值，单片机根据差值的正负发出相应的信号到驱动器，驱动器通过执行机构使柴油机油门作相应的改变，从而以改变柴油机输出轴的转速，使泵输出水压能稳定在设定值范围内。

转速传感器测出柴油机输出轴转速并送至单片机，单片机将柴油机输出轴转速与设定极限值比较，柴油机输出轴转速达到设定极限值时由报警指示灯发出报警信号。

为了实现远程监视和控制，单片机将实际供水压力、柴油机输出轴转速信号通过通信接口进行远距离传送，另外通过通信接口也可以设定有关参数。

图2是本发明柴油机驱动泵供水的稳压控制系统的结构方框图；

图3是本发明柴油机驱动泵供水的稳压控制系统的另一结构方框图；

图4是图2或图3中的模数转换器电路结构示意图；

图5是图2或图3中的驱动器电路结构示意图；

图6是图2或图3中的显示器和键盘电路结构示意图；