多級離心式排水泵自動控制的改造方案

郭月平（冀中能源張礦集團(tuán)懷來礦業(yè)有限公司，河北 張家口 075000）

多級離心式排水泵自動控制的改造方案

郭月平（冀中能源張礦集團(tuán)懷來礦業(yè)有限公司，河北 張家口 075000）

懷來公司機(jī)電硐室初步建成后，排水系統(tǒng)正常，安裝2臺型號為100D16×9的多級離心水泵。水倉儲水能力有效深度是2米，儲滿水時間16小時左右，排完水時間8小時左右。為精減人員、提高效率，通過使用PLC型號為Kinco-k306-24AR、觸摸屏型號為MT4434T等先進(jìn)技術(shù)自行編程、設(shè)計、安裝一臺能實現(xiàn)自動控制水泵的控制器來進(jìn)行排水工作。

多級離心式排水泵；自動控制器；改造方案

1 多級離心式水泵的工作過程及自動控制器工作原理

多級離心水泵的工作原理，當(dāng)電機(jī)帶動軸上的葉輪高速旋轉(zhuǎn)時，充滿在葉輪內(nèi)的液體在離心力的作用下，從葉輪中心沿著葉片間的流道甩向葉輪的四周，由于液體受到葉片的作用，使壓力和速度同時增加，經(jīng)過導(dǎo)殼的流道面被引向次一級的葉輪，同理逐次地流過所有的葉輪和導(dǎo)殼，進(jìn)一步使液體的壓力能力增加，就得到一定的揚程，把水池的水排出到相應(yīng)的高度。

工作過程：1、開泵前先向泵內(nèi)注水。2、關(guān)閉出水管上的閥門。3、啟動電動機(jī)。4、水泵以正常速度運轉(zhuǎn)時，壓力表顯示適當(dāng)壓力，逐漸打開排水管路的閥門排水。5、停泵時先慢慢關(guān)閉排水管路上的閥門后，停止電機(jī)運轉(zhuǎn)。

水泵自動控制器的PLC程序在模擬了水泵工作過程的基礎(chǔ)上，又增加高溫報警、故障報警和管路無水故障報警、保護(hù)功能：

1.1 水泵自動控制的過程

水泵自動控制過程先是由放置在水倉中的高水位探頭檢測到水位上升到位后，啟動自動控制器?？刂破鞔蜷_球閥1和球閥2給水泵灌水，當(dāng)水泵泵身水滿從排水閥2流出水后，檢測件檢測到水流15秒后認(rèn)為水泵灌滿關(guān)閉球閥1和球閥2，開始啟動主電機(jī)。電機(jī)運轉(zhuǎn)后，壓力變送器檢測壓力上升情況，當(dāng)壓力穩(wěn)定到一定值（1.8Mpa）后，控制器輸出打開主管路排水閘閥9排水，同時輸出設(shè)備運行狀態(tài)的指示燈（綠燈）。

當(dāng)控制器低水位探頭檢測到水倉中低水位后，水泵控制器按規(guī)定程序的順序，先關(guān)閉主管路排水閥門，然后停止電動機(jī)運轉(zhuǎn)。

1.2 低壓力運行故障

水泵運行后，壓力變送器一直在檢測壓力變化情況，當(dāng)壓力表壓力下降到一定值（約0.7Mpa）后，控制器按規(guī)定程序停泵，延時30S后再次按程序啟動，繼續(xù)檢測壓力變化情況，當(dāng)壓力再次下降到規(guī)定值后按程序停泵。為保證水泵正常運行與安全，在此僅設(shè)置了低壓力運行2次，超過運行2次后控制器報低壓力運行故障。

1.3 水泵每天開泵次數(shù)指示控制器設(shè)置2個記數(shù)器記數(shù)，水泵正常開啟后，記數(shù)器記錄1次。其中記數(shù)器1記錄每天水泵工作次數(shù)，每天上午9點對記數(shù)器清零。記數(shù)器2是記錄每月水泵工作次數(shù)，每月1日對記數(shù)器清零。

1.4 自動開泵與手動開泵的轉(zhuǎn)換

控制器在設(shè)計自動控制的同時，還考慮到如果出現(xiàn)特殊情況控制器不能正常工作，把選擇開關(guān)由“自動”位旋到“手動”位，能實現(xiàn)手動開泵。此時水泵灌水過程完全是由操作人員來完成，控制器只能啟動電動機(jī)。在“手動”操作位置進(jìn)行操作時其它報警功能失去作用。

1.5 自動控制器出現(xiàn)上述任一故障后，故障燈（紅燈）亮，按下停止按鈕超過3秒，起復(fù)位作用。經(jīng)過復(fù)位后才能進(jìn)行下一次操作。

1.6 一般地區(qū)用電都要求避峰填谷，在規(guī)定的峰段時間表（7∶00～11∶00、18∶00～23∶00）內(nèi)，控制器在此段時間內(nèi)不能自動開泵，但如需要可以用手動按鈕開泵。如不使用避峰填谷，也可解除此功能。

1.7 指示燈的位置順序是主閥故障、管路無水故障、超溫故障、低壓力故障、手動停泵（紅色）、運行（綠色）。

2 可編程序控制器Kinco-k306-24AR程序設(shè)計

可編程序控制器（PLC）工作程序流程圖

3 經(jīng)過改造后所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益

機(jī)電崗位排水泵水泵司機(jī)3人，平均工資每人每月按3500元計算，一年總工資是12.6萬元。改造投資材料加人工費用也超不過3萬元，改造成功后第一年就節(jié)省9.6萬元，能適合各單位推廣應(yīng)用。