CN112983845B - 一种循环水泵正反转检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于自动化技术领域，具体涉及一种循环水泵正反转检测装置及方法。现有技术通过编码器测量、水泵功率比较作为判断反转的依据，存在后期维护、查找故障困难，适用性低等问题。本装置包括：反转探头连接前置器，前置器另一端连接反转检测控制箱，反转检测控制箱另一端连接工艺逻辑控制系统。本方法包括步骤一：确定瓣位；步骤二：安装探头；步骤三：记录时间；步骤四：判断正反转。本发明提供了一种逻辑清晰，且实现方便，简单高效的水泵正反转检测算法，检测精度可提升至毫秒级，并为反转探头的故障检测提供了算法，适用于不同布置的反转检测装置。
Description
技术领域
本发明属于自动化技术领域，具体涉及一种循环水泵正反转检测装置及方法。
背景技术
每台核电机组配备两台循环水泵，循环水泵为核电厂常规岛提供足够的海水作为冷却源，使使常规岛能够始终在一个安全稳定的环境下运行。循环水泵的长时间反转将导致电机损坏，甚至彻底烧毁，使常规岛失去最终热阱，直接影响核电机组的安全稳定运行。循环水泵通过布置在其本体上的反转检测装置：包括反转检测探头、前置器、信号处理单元，输出循环水泵正反转信号至逻辑控制系统，闭锁启泵和报警。
现有技术中，有通过编码器测量、水泵功率比较作为判断反转的依据，比较常见的通过检测两个电涡流反转探头经整形后方波波形的相位差来判断泵的正反转，但此种方式实现大多通过较为复杂的数/模电路实现，不易通过程序算法的方式实现，后期维护、查找故障困难，且无法针对现场进行适应性修改，不同类型的泵正反转监测装置的适用性很低。
发明内容
1、目的：
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种逻辑清晰，且实现方便，简单高效的水泵正反转检测算法，检测精度可提升至毫秒级，并为反转探头的故障检测提供了算法，适用于不同布置的反转检测装置。
2、技术方案：
一种循环水泵正反转检测装置，包括：反转探头连接前置器，前置器处理反转探头的信号为直流电压信号；前置器另一端连接反转检测控制箱，反转检测控制箱另一端连接工艺逻辑控制系统，反转监测控制箱输出循环水泵正转或反转信号，反转探头故障信号至工艺逻辑控制系统。
一种循环水泵正反转检测方法，包括步骤一：确定瓣位；步骤二：安装探头；步骤三：记录时间；步骤四：判断正反转。
所述的步骤一：确定瓣位，具体包括：在待测电机转轴上确定瓣位。
所述的步骤二：安装探头，具体包括：在电机转轴周边的固定的罩壳上根据瓣位安装固定的电涡流反转检测探头，该反转探头沿顺时针布置。
所述的步骤三：记录时间，具体包括：当反转探头同时对着电机转轴槽位时开始计时，分别记录反转探头对着电机转轴瓣位的时间；或反转探头同时对着电机转轴瓣位时开始计时，分别记录反转探头对着电机转轴槽位的时间；并记录反转探头信号在经前置器处理后的电压值的持续时间。
所述的步骤四：判断正反转，具体包括：通过反转探头对着的电机转轴槽位-瓣位的切换时间点的先后顺序，来判断水泵的正反转。
所述的步骤四：判断正反转，还包括：通过反转探头信号在经前置器处理后的电压值的持续时间判断反转探头是否正常。
所述的步骤二：安装探头，反转探头之间夹角小于电机转轴上的单个瓣位所占的角度。
3、效果：
与现有技术相比，本发明专利的有益效果是：
(1)本检测方法通过对循环水泵两个反转检测探头经前置器处理后的输出的直流电压信号处理后进行逻辑、数学运算，最后输出循环水泵反转、正转、反转探头故障信号，该检测方法为首次提出，检测算法逻辑清晰，且现场实现方便，简单高效；
(2)在泵的一个旋转周期内，该检测算法可进行多达4次的反转检测，将循环水泵反转监测的精度提高至毫秒级，及时发现泵的反转状态；
(3)该检测方法也为循泵循泵反转探头的故障检测提供了解决方案，及时发现单一反转探头的故障，为反转检测系统的维修提供了便利；
(4)该检测方法循泵反转检测系统的调试提供了有效的监测手段，方便反转探头的现场安装的间隙调整；
该反转检测算法不止适用于秦山核电循环水泵的2个瓣位，也可适用于1个瓣位或多个瓣位，适用性广泛。
附图说明
图1循环水泵反转测量装置示意图
图2循环水泵正反转检测的流程图
图3循环水泵反转时的反转探头信号方波示意图
图4循环水泵正转时的反转探头信号方波示意图
具体实施方式
如图1所示，针对本发明所提出的检测方法提供了现场的反转探头检测装置安装示意图：
一种新型的循环水泵正反转检测方法，包括步骤为：
(1)在待测水泵的电机转轴上确定2个瓣位；
(2)在电机转轴周边的固定的罩壳上安装2个固定的电涡流反转检测探头，该2个探头沿顺时针布置，分为探头1和探头2，两个反转探头之间的夹角为50°，应小于电机转轴上的单个瓣位所占的角度；
(3)当2个反转探头同时对着电机转轴槽位时开始计时，随着电机的转动，分别记录两个反转探头对着电机转轴瓣位的时间；或当2个反转探头同时对着电机转轴瓣位时开始计时，随着电机的转动，分别记录两个反转探头对着电机转轴槽位的时间；记录2个反转探头信号在经前置器处理后的电压值的持续时间；
电机转轴上瓣位的高度应小于电涡流探头的电压变化的线性区间，使电涡流探头在正对着槽位或瓣位时信号电压不会发生剧烈的变化；
(4)反转探头的信号经前置器处理后送出直流电压信号至反转监测控制箱；反转监测控制箱输出循环水泵正转或反转信号，反转探头故障信号至工艺逻辑控制系统。
通过2个反转探头对着的电机转轴槽位-瓣位的切换时间点的先后顺序，来判断水泵的正反转；
通过2个反转探头信号在经前置器处理后的电压值的持续时间判断反转探头是否正常。
如图3和4所示，在循环水泵正转或反转时，2个反转探头的信号可整形为1、0切换的方波信号，循环水泵反转时，反转探头1的方波信号的状态切换要早于反转探头2的方波信号的状态切换；循环水泵正转时，反转探头1的方波信号的状态切换要晚于反转探头2的方波信号的状态切换。
如图2所示，在循环水泵启动后，开始进行正反转检测及探头故障检测，在接收到反转探头的直流电压信号后，将该信号整形成方波信号并进行逻辑，数学处理：
(1)当反转探头1、2均正对着电机转轴槽位即方波信号均为1时记时为T0；当反转探头1正对着瓣位时，其方波信号变为0，记时为T1；当反转探头2正对着瓣位时，其方波信号变为0，记时为T2：
(T1-T0)<(T2-T0)，为反转；(T1-T0)>(T2-T0)，为正转；
(2)当反转探头1、2均正对着电机转轴瓣位即方波信号均为0时记时为T3；当反转探头1正对着槽位时，其方波信号变为1，记时为T4；当反转探头2正对着槽位时，其方波信号变为1，记时为T5：
(T4-T3)<(T5-T3)，为反转；(T4-T3)>(T5-T3)，为正转；
(3)当反转探头1对应的方波信号1持续时间记录为T11，方波信号1持续时间记录为T12，若T11或T12>循环水泵的旋转周期，则认为反转探头1故障；
当反转探头2对应的方波信号1持续时间记录为T21，方波信号1持续时间记录为T22，若T21或T22>循环水泵的旋转周期，则认为反转探头2故障；
此反转探头故障的检测可通过运行模式的切换确认是否需要投入，以避免循环水泵停止时反转探头报故障；
不管循环水泵启动或停止，当反转探头输出的直流电压信号介于反转探头正对着瓣位和槽位对应的电压值之间且持续时间>1s时，均认为反转探头故障。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种循环水泵正反转检测方法，其特征在于：包括步骤一：确定瓣位；步骤二：安装探头；步骤三：记录时间；步骤四：判断正反转；
步骤四：判断正反转，具体包括：通过反转探头对着的电机转轴槽位-瓣位的切换时间点的先后顺序，来判断水泵的正反转；
在接收到反转探头的直流电压信号后，将该信号整形成方波信号并进行逻辑，数学处理：
(1)当反转探头1、2均正对着电机转轴槽位即方波信号均为1时记时为T0；当反转探头1正对着瓣位时，其方波信号变为0，记时为T1；当反转探头2正对着瓣位时，其方波信号变为0，记时为T2：
(T1-T0)<(T2-T0)，为反转；(T1-T0)>(T2-T0)，为正转；
(2)当反转探头1、2均正对着电机转轴瓣位即方波信号均为0时记时为T3；当反转探头1正对着槽位时，其方波信号变为1，记时为T4；当反转探头2正对着槽位时，其方波信号变为1，记时为T5：
(T4-T3)<(T5-T3)，为反转；(T4-T3)>(T5-T3)，为正转；
步骤四：判断正反转，还包括：通过反转探头信号在经前置器处理后的电压值的持续时间判断反转探头是否正常，当反转探头1对应的方波信号1持续时间记录为T11，方波信号1持续时间记录为T12，若T11或T12>循环水泵的旋转周期，则认为反转探头1故障；
当反转探头2对应的方波信号1持续时间记录为T21，方波信号1持续时间记录为T22，若T21或T22>循环水泵的旋转周期，则认为反转探头2故障；
此反转探头故障的检测可通过运行模式的切换确认是否需要投入，以避免循环水泵停止时反转探头报故障；
不管循环水泵启动或停止，当反转探头输出的直流电压信号介于反转探头正对着瓣位和槽位对应的电压值之间且持续时间>1s时，均认为反转探头故障。
2.根据权利要求1所述的一种循环水泵正反转检测方法，其特征在于：所述的步骤一：确定瓣位，具体包括：在待测电机转轴上确定瓣位。
3.根据权利要求1所述的一种循环水泵正反转检测方法，其特征在于：所述的步骤二：安装探头，具体包括：在电机转轴周边的固定的罩壳上根据瓣位安装固定的电涡流反转检测探头，该反转探头沿顺时针布置。
4.根据权利要求1所述的一种循环水泵正反转检测方法，其特征在于：所述的步骤三：记录时间，具体包括：当反转探头同时对着电机转轴槽位时开始计时，分别记录反转探头对着电机转轴瓣位的时间；或反转探头同时对着电机转轴瓣位时开始计时，分别记录反转探头对着电机转轴槽位的时间；并记录反转探头信号在经前置器处理后的电压值的持续时间。
5.根据权利要求3所述的一种循环水泵正反转检测方法，其特征在于：所述的步骤二：安装探头，反转探头之间夹角小于电机转轴上的单个瓣位所占的角度。
6.根据权利要求1所述的一种循环水泵正反转检测方法中的一种循环水泵正反转检测装置，其特征在于：包括反转探头连接前置器，前置器处理反转探头的信号为直流电压信号；前置器另一端连接反转检测控制箱，反转检测控制箱另一端连接工艺逻辑控制系统，反转监测控制箱输出循环水泵正转或反转信号，反转探头故障信号至工艺逻辑控制系统。
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