一种泵站电气实操平台系统及实训方法与流程

发明涉及污水泵站职业培训领域，特别是涉及一种泵站电气实操平台系统及实训方法。

背景技术：

1、雨污水泵站承担着城市防洪排涝、污水输送的重要作用，但目前社会上关于泵站运行、维护的专业技术人员相当欠缺，深究原因我们可以发现主要由以下3个原因造成:

2、1、雨污水泵站属于市政设施，一般都由相关市政单位管理，该类单位数量不多，属于小众化行业，因此社会上相应的技术人员也比较欠缺。

3、2、雨污水泵站建设费用较大，市面上无专业的实操培训平台，因此供该类专业技术人员学习、实操的机会较少3、雨污水泵站的运行、维护涉及水泵、高低压配电系统、格栅机、阀门等都类专业设备，具有综合性强、专业性高的特点。

4、为了解决该行业专业技术人员欠缺的现状，开发一套供技术人员实操、培训、性价比较高的泵站实操平台就显得尤其重要。

5、本课题主要以培养排水泵站运营管理人才和设备检维修技能工匠为目标，结合电气、机械、自动化、泵站运营管理等专业，开发了一种泵站实操培训平台，实现了一个平台即可进行泵站实操，基本涵盖泵站运行全部操作及泵站常规设施维护实操。设置柴油发电机组、低压进出线配电柜、泵池水箱、龙门吊等泵站设施,可实现发电机停送电倒闸操作,泵站自控及水泵手动启停运行操作、水泵故障检修实操、下井作业实操等培训。

6、

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的不足，发明提供了一种泵站电气实操平台系统及实训方法。

2、发明技术方案：一种泵站电气实操平台系统，其特征在于：包括电气实操设备柜、配电设备及泵站模拟设备，该配电设备包括进线柜、电容柜、出线柜及发电机组，所述泵站模拟设备包括负载电机、负载泵；

3、所述电气实操设备柜包括操作面板、及设置于柜体内的进线总电源开关模块、控制器单元、二次控制回路电源模块、直启控制回路、i/o继电器单元、软启动器控制回路、变频器控制回路、plc控制器；

4、所述操作面板设置有触摸屏、智能电力仪表、信号指示灯及若干控制按钮，该若干控制按钮分别控制交流接触器a\b\c的线圈吸合或断开；所述智能电力仪表监测二次回路供电，该智能电仪仪表设有通讯接口；

5、所述进线总电源开关模块包括进线端子、智能塑壳断路器、电动操作机构及电源主回路，该电源主回路上设置有分别与直启控制回路、软启动器控制回路、及变频器控制回路连接的交流接触器a\b\c；

6、所述二次控制回路电源模块包括二次回路电源开关、cp-e直流电源供应器、220vac电源保险丝、通讯接口、及24vdc电源保险丝；

7、所述直启控制回路包括直接启动控制回路输出插座、直启电源开关、通讯接口、及若干接线端子；

8、所述变频控制回路包括变频器、变频器控制回路输出插座、变频控制电源开关、通讯接口、及若干接线端子；

9、所述软启动器控制回路包括软启动器、软启动器控制回路输出插座、软启动器回路电源开关、及若干接线端子；

10、所述控制器单元包括边缘控制器，该边缘控制器与i/o继电器单元、及各通讯接口通讯连接，进行远程控制及数据采集，所述触摸屏集成各设备数据信息，做在线监测和就地侧的通讯通讯控制；

11、所述泵站模拟设备包括负载电机、负载泵根据指令接入各控制回路插座，做启动、停止实操运行。

12、本发明的进一步设置：所述泵站模拟设备包括集水箱、调节水箱、出水管、进水管、潜水泵、电动闸阀，该集水箱内设置有将集水箱分隔为进水侧、出水侧的隔板和格栅，所述潜水泵设置于出水侧并与出水管一端连通，该出水管的另一端与调节水箱连通，所述进水管两端分别与进水侧、调节水箱连通，该进水管上设置有电动闸阀，所述plc控制器控制潜水泵、电动闸阀启停。

13、本发明的进一步设置：所述平台还包括污水管、及设置于污水管上的干式污水泵和手动闸阀，该污水管一端与集水箱连通，另一端与出水管连通；

14、所述出水管于污水管与潜水泵之间，设置有启闭该段出水管的单向阀和手动闸阀；所述出污水管上设置有启闭该段污水管的单向阀和手动闸阀；

15、所述出水管与调节水箱之间设置有电磁流量计，所述集水箱、调节水箱上底部均设置有排空口及启闭排空口的手动球阀；

16、所述集水箱与调节水箱之间设置有溢流管；

17、所述平台还包括设置于集水箱上方的龙门吊机，该集水箱外侧设有攀爬梯。

18、采用上述技术方案，通过plc控制器控制潜水泵、电动闸阀启停，使集水箱、调节水箱内的水模拟污水循环，潜水泵将出水侧的水打入出水管至调节水箱，电动闸阀启停，使调节水箱内的水回流至集水箱进水侧，而进水侧的水通过格栅进入出水侧，完成污水循环不断进入泵站的场景。

19、并利用调节水箱的水量调节，模拟集水箱处进水流量的大小变化。

20、培训人员根据该模拟泵站运行中出现的故障指令信号，进行实训操作，解除故障。通过设置的污水管，模拟泵站清理环节，关闭潜水泵，打开干式污水泵和手动闸阀，将出水侧的模拟污水排出，排出的水继续借由出水管回到调节水箱循环。在泵站循环和泵站排水维护之间，控制不同管路的启闭。模拟泵站进出水流量统计，排空口便于集水箱、调节水箱整体排空清理维护。通过设置小型龙门吊机，使培训人员进行潜水泵等设备的吊装维修实训，设置攀爬梯便于培训人员进出集水箱进行维修实训。通过电控驱动元件如伺服电机驱动闸门件翻转启闭水门，如气缸驱动闸门件升降启闭水门等方式，模拟泵站格栅被污水携带杂物堵塞，而出现的出水侧流量减少情况，从而使培训人员更接近的工况下进行实训。

21、本发明的技术方案：一种泵站电气实操实训方法，其特征在于：包括以下步骤，

22、s1.实操平台总电源及二次回路送电；

23、s2.电机直接启动回路送电；

24、s3.变频器控制回路送电；

25、s4.软启动器控制回路送电；

26、所述步骤s1中，电气实操设备柜的电源采用采用380v电压等级供电，供电系统使用tn-s系统，外部电源通过柜后的进线端子，然后确认外部电源已送电；

27、确认智能塑壳断路器电动操作机构，操作方式处于“man”手动控制状态且已储能“charged spring”，如果不是将其切换至手动控制状态并完成手动储能；

28、按下智能塑壳断路器电动操作机构上的绿色“push on”合闸按钮，确认合闸成功，状态指示正确；

29、合上二次回路电源开关，确认cp-e直流电源模块工作指示灯点亮；

30、依次合上220vac和24vdc电源保险丝(保证保险丝导通正常)，完成实操平台总电源及二次回路送电；

31、所述步骤s2中，选择对应的负载电机/水泵电源插头，将其与直接启动控制回路输出插座进行连接；在根据上述步骤完成总电源和二次回路电源上电；合上直接启动回路电源开关；将门板上的转换开关，切换至手动控制，按下启动按钮，完成操作；

32、所述步骤s3中，选择对应的负载电机/水泵电源插头，将其与变频器控制回路输出插座进行连接；根据上述操作步骤完成总电源和二次回路电源上电；合上变频器回路电源开关；确认变频器操作面板显示屏点亮；将触摸屏的画面切换至变频器控制画面，确认变频器处于rem控制模式，变频器准备就绪；按下启动按钮，确认变频器状态指示正确；点击频率给定输入框，输入启动频率，点击确认；观察输出频率的变化，达到目标值时完成操作；

33、所述步骤s4中，选择对应的负载电机/水泵电源插头，将其与软启动器控制回路输出插座进行连接；根据上述操作步骤完成总电源和二次回路电源上电；确认软启动器操作面板显示屏点亮；将触摸屏的画面切换至软启动器控制画面，确认软启动器处于远程控制模式；按下启动就绪按钮，确认软起动就绪指示灯点亮；按下启动按钮，电机转速缓慢爬升，直到额定转速并切至工频运行，完成操作。

34、本发明的进一步设置：所述实训方法还包括步骤s5变频器故障模拟实训、s6软启动器故障模拟实训；

35、所述步骤s5变频器故障模拟实训包括静态测试模拟、上电测试模拟、带载测试模拟、过流故障模拟、过热故障模拟、直流过压故障模拟；

36、所述步骤s6软启动器故障模拟实现包括电机无起动信号而起动模拟、起动运行过程电机异响模拟、停止过程电机异响模拟、硬输入起动信号无效模拟、通讯适配器起动信号无效模拟。

37、本发明的进一步设置：所述实训方法还包括步骤s7泵站供电异常模拟，所述停电故障模拟包括停电故障模拟、发电机倒闸操作模拟、及市电恢复倒闸操作模拟。

38、与现有技术相比，发明的有益效果是：本技术以培养排水泵站运营管理人才和设备检维修技能工匠为目标，结合电气、机械、自动化、泵站运营管理等专业，开发了一种泵站实操培训平台，实现了一个平台即可进行泵站实操，基本涵盖泵站运行全部操作及泵站常规设施维护实操。设置柴油发电机组、低压进出线配电柜、泵池水箱、龙门吊等泵站设施,可实现发电机停送电倒闸操作,泵站自控及水泵手动启停运行操作、水泵故障检修实操、下井作业实操等培训。

39、本技术通过电气实操设备柜、配电设备及泵站模拟设备三大模块的设计，开展电气控制的数据集成实训，每个学员可以根据教程指令，直接对应模拟实机操作。可在电气控制实操平台实现相关智能设备远程控制(通讯)、各种驱动器的启动、停止、故障状态显示、运行状态显示、远程\就地运行数据及设备故障原因分析、设备寿命曲线、参数整定等操作。

40、设计的泵站模拟实训平台，通过集水箱、调节水箱等设备的设置，实现了泵站运行模拟，在直观的水流、水量变化，设备故障启停模拟下，对培训人员进行更具实感的实操模拟，从而达到故障工况方案可设计、模拟的实训、考核。

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