自動(dòng)化水泵供水控制系統(tǒng)研究

馬培華

上海凱泉泵業(yè)（集團(tuán)）有限公司烏魯木齊分公司，新疆烏魯木齊 830000

自動(dòng)化水泵供水控制系統(tǒng)研究

馬培華

上海凱泉泵業(yè)（集團(tuán)）有限公司烏魯木齊分公司，新疆烏魯木齊 830000

隨著電力自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化控制技術(shù)已經(jīng)涉及到各個(gè)領(lǐng)域，本文主要探討了自動(dòng)化水泵控制系統(tǒng)的設(shè)備應(yīng)用以及其重要水泵控制環(huán)節(jié)。

.電力自動(dòng)化技術(shù)；自動(dòng)化水泵控制；水泵控制

1 水泵自動(dòng)控制

化工企業(yè)、礦業(yè)、居民生活區(qū)都離不開(kāi)水。對(duì)于水的自動(dòng)化控制，可以有效的提高企業(yè)的工作水平和居民的生活水平。隨著電子信息技術(shù)以及電力技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，水泵的供水系統(tǒng)的自動(dòng)化控制有了新的含義。

水泵自動(dòng)化控制除了包括供水時(shí)間、供水水位、供水流量的控制外，還應(yīng)該包括企業(yè)用電負(fù)荷控制、泵閥的聯(lián)鎖開(kāi)啟關(guān)閉控制、水泵的運(yùn)控制、對(duì)水泵作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)各種數(shù)據(jù)參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控控制、對(duì)企業(yè)能源用電高低峰期統(tǒng)計(jì)分析控制，除此之外應(yīng)該使其能夠與計(jì)算機(jī)結(jié)合完成水泵系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制作業(yè)情況，水泵控制工作室計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)分析當(dāng)前水泵作業(yè)工作環(huán)境數(shù)據(jù)，將這些參數(shù)傳送到水泵控制系統(tǒng)中去，使其能夠自動(dòng)對(duì)水泵的流量進(jìn)行控制或者是水泵電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行控制。

為了能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化管理，水泵的自動(dòng)化控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該滿(mǎn)足擴(kuò)展性強(qiáng)的特點(diǎn)，可以根據(jù)企業(yè)的需求，隨時(shí)增加控制節(jié)點(diǎn)。

除此之外還應(yīng)該控制好安全控制工作，比如說(shuō)在水泵出現(xiàn)軸承超溫或者是電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)故障或者是水泵流量有限時(shí)，為了避免由于以上原因影響企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，應(yīng)該在控制室給予提示或者是報(bào)警。

對(duì)于某些水廠(chǎng)企業(yè)來(lái)說(shuō)，水庫(kù)的存水量是應(yīng)該有個(gè)限定值，如果當(dāng)前的水位達(dá)到了最小下限值，自動(dòng)控制系統(tǒng)也應(yīng)該做出提示，或者是減少作業(yè)水泵的數(shù)量，異或者是當(dāng)前水位的庫(kù)存量達(dá)到企業(yè)的最大上限值的時(shí)候，系統(tǒng)也應(yīng)該發(fā)出警報(bào)，或者開(kāi)啟多個(gè)水泵同時(shí)作業(yè)。

在對(duì)水泵作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控的過(guò)程中，我們需要得到一些實(shí)時(shí)參數(shù)，以此來(lái)確認(rèn)當(dāng)前水泵是否處于正常的工作狀態(tài)之下，這些參數(shù)主要為包括水位、水泵流量、電機(jī)電壓、電流、閥門(mén)壓力、作業(yè)溫度以及閘閥開(kāi)啟度等。通過(guò)這些數(shù)據(jù)，可以對(duì)水泵的效率以及電耗情況進(jìn)行分析，確保整個(gè)系統(tǒng)能夠在一個(gè)經(jīng)濟(jì)的環(huán)境中運(yùn)行。

2 自動(dòng)控制水泵系統(tǒng)

隨著電信技術(shù)以及電力技術(shù)的發(fā)展，水泵的自動(dòng)化控制已經(jīng)走向模塊化，每一個(gè)模塊是一種設(shè)備或者是多個(gè)設(shè)備的組合構(gòu)成，所以在進(jìn)行自動(dòng)化水泵的控制設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要選擇的是控制設(shè)備以及注意企業(yè)在水泵應(yīng)用中的主要作業(yè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集。

2.1 自動(dòng)控制設(shè)備

水泵的自動(dòng)化控制裝置主要由PLC控制箱、水泵數(shù)據(jù)LED顯示屏、計(jì)算機(jī)、外圍數(shù)據(jù)傳感器、電信號(hào)工控機(jī)五部分。

PLC控制箱，該模塊是可以進(jìn)行控制編程、信號(hào)放大發(fā)以及進(jìn)行PLC運(yùn)算，根據(jù)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生來(lái)的信號(hào)，根據(jù)PLC運(yùn)算來(lái)判斷當(dāng)前信號(hào)的類(lèi)型，系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前水泵的狀況而進(jìn)行自動(dòng)化控制。除此之外，還應(yīng)該在水泵作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安裝攝像頭，以此可以監(jiān)控到作業(yè)環(huán)境情況。水泵數(shù)據(jù)LED顯示屏，主要用于顯示各個(gè)水泵群主的環(huán)境數(shù)據(jù)信息。計(jì)算機(jī)，在該自動(dòng)化控制系統(tǒng)中對(duì)采集到的數(shù)據(jù)做分析備份處理。外圍數(shù)據(jù)傳感器，用于采集水泵的作業(yè)數(shù)據(jù)，其主要包括用于測(cè)量企業(yè)水位的超聲水位計(jì)，測(cè)定水流量的水流量傳感器以及閘門(mén)位置行程開(kāi)關(guān)和電機(jī)電流等。

除了擁有水泵及支持水泵作業(yè)的相關(guān)設(shè)備外，整個(gè)控制系統(tǒng)應(yīng)該留出與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接的接口，可以使工作人員能夠在遠(yuǎn)程操控水泵作業(yè)。這些作業(yè)主要包括主水泵與輔助泵的開(kāi)停情況，各個(gè)閥門(mén)開(kāi)關(guān)位置情況、輸送水管道的流量情況、水位信號(hào)情況、當(dāng)前水泵壓力情況、電機(jī)溫度、電機(jī)工作電流量以及工作電壓情況，將這些數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送回控制中心，并通過(guò)操作人員或者是計(jì)算機(jī)的分析來(lái)完成對(duì)水泵的自動(dòng)化控制。

2.2 控制系統(tǒng)基本環(huán)節(jié)工作

自動(dòng)化水泵控制中主要包括以排真空、閘閥操縱、水位流量自動(dòng)監(jiān)控、參數(shù)傳示等環(huán)節(jié)。

排真空環(huán)節(jié)，水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需要將葉輪完全淹沒(méi)于水中，這個(gè)時(shí)候，在水泵內(nèi)部會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)真空?qǐng)?，才能?shí)現(xiàn)排水。如果達(dá)不到要求，如果真空度不夠，會(huì)造成泵不上水，或者是轉(zhuǎn)動(dòng)部件受損等情況，所以在處理該環(huán)節(jié)時(shí)最好采用射流閥抽真空，并由真空傳感器監(jiān)測(cè)真空度，當(dāng)達(dá)到要求后，再進(jìn)行后續(xù)處理。

閘閥操縱環(huán)節(jié)，這是一個(gè)操作環(huán)節(jié)，主要是通過(guò)關(guān)出水閘閥啟動(dòng)來(lái)減小離心式水泵啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)功率，除此之外，在關(guān)閉水泵前，應(yīng)該先關(guān)閉閘閥，緩慢減小流速，最后關(guān)閉水泵。

水位流量自動(dòng)監(jiān)控，水位流量自動(dòng)監(jiān)控的任務(wù)是根據(jù)水位以及流量的高低自動(dòng)準(zhǔn)確發(fā)出開(kāi)、停水泵命令。當(dāng)水位處于低水位時(shí)或者是測(cè)定水流量過(guò)大的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)實(shí)際工作環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)控，關(guān)閉閥門(mén)或者是停止水泵作業(yè)，反之，則會(huì)開(kāi)啟水泵作業(yè)或者是加大閥門(mén)度。

參數(shù)傳示環(huán)節(jié)，在水泵的操作室的顯示屏上，可以顯示水位，該環(huán)節(jié)是供水設(shè)備綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，它由PLC、中間繼電器、接觸器等組成。應(yīng)該防止因備用泵長(zhǎng)期不用而使電機(jī)受潮或有其它故障而未被發(fā)現(xiàn)。

本環(huán)節(jié)按“輪換工作制”來(lái)控制，以達(dá)到有故障早發(fā)現(xiàn)、早處理。系統(tǒng)根據(jù)水泵的開(kāi)啟次數(shù)自動(dòng)按一定順序輪換開(kāi)啟水泵，當(dāng)某臺(tái)或其所屬閥門(mén)故障或檢修時(shí)，該泵退出輪換，其余各泵仍按輪換工作制運(yùn)行。

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[2]肖彥，杜克儉.水泵控制電路圖設(shè)計(jì)分析[J].智能建筑電氣技術(shù)，2009(2).

[3]沈根生.變頻調(diào)速技術(shù)在風(fēng)機(jī)、水泵控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2008(23).

TM7

A

.1674-6708（2011）52-0167-01

馬培華，職稱(chēng)：初級(jí)，研究方向：機(jī)電一體化