水泵啟停自動化技術研究

【摘要】水是人類賴以生存的不可缺少的資源，是生命的源泉、工業(yè)的血液、農業(yè)的命脈。勝利油田分公司臨盤采油廠生活用水水源井共有11口，日供水能力10000立方米左右，社區(qū)供水隊加壓站有清水罐4個，1000m3罐2個，2000 m3罐2個，總容積僅為6000 m3，另外，社區(qū)日平均用水量為7000m3左右，如果這11口井全天都開，用水量低谷時會從大罐頂部溢出，產生冒罐現(xiàn)象，造成水資源的浪費。本文就勝利油田分公司臨盤采油廠水源井該如何利用水位繼電器實現(xiàn)啟停井自動化來談一些看法。

【關鍵詞】水泵 繼電器 自動化

1 利用水位繼電器控制開井井次

1.1如何實現(xiàn)單井控制自動化

為了控制開井井次，可以選擇利用繼電器，首先考慮一口水泵如何實現(xiàn)自動化，初步設計如下，在水箱中安裝三根電極，一根深至底部，一根至L處，一根至H處，當水位高于H時，水泵停止運轉，當水位低于L時，水泵開始啟動。

在上圖中，可以通過XL和XR開關選擇手動控制或者自動控制。選擇手動控制時，按下啟動按鈕Q，線路接通，水泵開始運轉，線圈J通電，常開觸點J1閉合，停止時，只需按下停止按鈕T即可。手動方式可強制啟停水泵，不論水位如何。選擇自動控制時，當水位低于L時，繼電器LJ和HJ斷電，常閉觸點LJ1和HJ1都閉合，線圈J通電，常開觸點J2閉合，水泵啟動，當水位升高到超過L時，繼電器LJ通電，常閉觸點LJ1斷開，但此時常開觸點J2處于閉合位置，水泵仍處于運行狀態(tài)，當水位繼續(xù)升高到超過H時，繼電器HJ通電，常閉觸點HJ1斷開，水泵停止運行，水位開始下降，當水位降至低于L時，水泵重新啟動，如此循環(huán)。自動方式可在水位高于H時自動停泵，水位低于L時自動開泵。同時在電路中接入高水位指示燈HD和低水位指示燈LD，當水位低于L時，常閉觸點LJ2閉合，LD燈亮，指示低水位；當水位高于H時，常開觸點HJ2閉合，HD燈亮，指示高水位。

在理論上已經可以實現(xiàn)單井控制自動化，那么水泵與繼電器之間如何連接呢？此設計核心部件是步進繼電器，又稱脈沖繼電器、步進雙穩(wěn)繼電器或步進自鎖繼電器。它能在觸發(fā)脈沖到來后，使輸出狀態(tài)一直保持到下一個脈沖到來之前，具有記憶功能、不需維持電流，所以節(jié)電并十分安全。如圖所示，通過220V/12V變壓器得到12V交流電，通過二極管整流、電容濾波、穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后得到9V直流電供給電子元件工作，保證了安全。

當水位低于L2時，C、B點斷開，V1失去偏置電流截止，繼電器J2失電，常閉觸點J2閉合，使步進繼電器J1得電，工作狀態(tài)變?yōu)殚]合，水泵啟動。當水位超過L2時，由于水導電，C、B被連接，V1得到正向偏置電流導通，繼電器J2得電，常閉觸點J2斷開，由于步進繼電器J1具有自鎖功能，所以它狀態(tài)仍為閉合，水泵繼續(xù)抽水。當水位上升至L1時，由于水導電A、B被連接，V2得到正向偏置電流導通，步進繼電器J1又得到驅動電流，工作狀態(tài)變?yōu)閿嚅_，水泵停止運行。至此自動控水器一個工作循環(huán)結束，當水位再次降到L2時，又重復上面的循環(huán)。

1.2 如何實現(xiàn)多井控制自動化

在上一節(jié)中，我們已經解決了單井控制自動化的問題，但是在生產實際中，僅能控制一口井并不能解決問題，有時需要同時控制多井啟停，才不會發(fā)生溢流現(xiàn)象，還能滿足居民用水的需要。為了實現(xiàn)多井控制自動化，需要安裝多個繼電器，從不同水位分別控制水泵，以控制3口井為例，畫簡圖如下，在水箱內安裝5根電極，一根深至底部，一根至H0處，一根至H1處，一根至H2處，一根至H3處。水位上升至H1時，1#停止，至H2時，2#停止，至H3時，3#停止，反之，水位下降至H2時，3#啟動，至H1時，2#啟動，至H0時，1#啟動，這樣我們就可以完全由水位來決定水泵的啟動與停止， 1#、2#、3#都可以選擇手動控制方式或自動控制方式，手動控制方式可強制啟停水泵，不論水位如何。自動控制時，以1#泵為例，當水位低于H0時，繼電器H0J和H1J都斷電，常閉觸點H0J2和H1J1都閉合，1#泵啟動，接觸器1C通電，常開觸點1C1閉合，當水位高于H0時，繼電器H0J通電，常閉觸點H0J2斷開，繼電器H1J斷電，常閉觸點H1J1閉合，由于常開觸點1C1閉合，水泵仍處于運行狀態(tài)。當水位高于H1時，繼電器H0J和H1J都通電，常閉觸點H0J2和H1J1都斷開，1#泵停止運行。其余的2#泵和3#泵控制原理與此相同。在接觸器1C、2C、3C處并聯(lián)一個燈泡，當水泵運行時燈泡就會亮，水泵的運行狀態(tài)一目了然。

2 結論

通過上面的設計可以得出結論，利用水位繼電器就可以控制水井的自動啟停，如果要控制多井自動啟停，只需分別在清水罐需要水泵啟動和停止的水位處安裝電極，并接上繼電器，根據啟動條件和停止條件將電路圖正確連接，就可以實現(xiàn)讓水泵按照水位高低自動啟停的設想。

利用此方法可以精確地控制水泵適時啟動和停止，這樣不但避免了水資源的嚴重浪費，而且極大的提高了工作效率。

參考文獻：

[1]崔福義、彭永臻等，《給水排水工程儀表與控制》，中國建筑工業(yè)出版社

[2]中國石油天然氣總公司勞資局等，《供水工》，石油工業(yè)出版社

[3]《電子制作》合訂本，電子制作雜志社

作者簡介：

劉霞（1982.8-），女，2003年山東建筑工程學院環(huán)境工程系給水排水工程專業(yè)畢業(yè)，現(xiàn)在勝利油田分公司臨盤采油廠從事水井維護和管理工作。