潜水泵的自动控制技术

潜水泵的自动控制技术（精选12篇）

潜水泵的自动控制技术 第1篇

矿用水泵监控系统用控制器工作于煤矿井下, 通常采用传统的PLC控制器对矿井排水系统进行集中监测和控制, 工程部署以及控制工艺更改时需要利用基于PC的编程软件对PLC进行程序编制。此外, 梯形图、指令表等传统PLC编程技术对用户而言具有较高的学习、使用和维护成本。

相比传统的基于单片机系统的PLC控制器, 基于嵌入式系统的控制器具有开放的体系结构、强大的本地编程和配置能力、可本安化[1]的特点, 能较好地满足日益复杂的矿用监控系统的需求, 同时, 其控制程序的编制能通过控制器本机完成, 避免了PLC控制器依赖外部非本安设备的问题。为此, 针对基于嵌入式系统的控制器, 本文提出了一种基于控制序列组态的控制工艺编程技术, 并将其应用于矿用水泵监控系统的控制器中, 相比传统的PLC控制器, 无需复杂的上位机编程和工程部署, 降低了设备的使用和维护难度。

1 基于控制序列的控制器逻辑编程技术

基于控制序列的控制器具有强大的数据处理和网络通信能力, 并具有开放的体系结构, 控制程序的部署、维护和运行均可在控制器本机完成, 极大降低了用户的使用难度, 已经成为矿用控制器技术发展的趋势。

不同于传统的PLC梯形图逻辑[2], 基于控制序列的控制器, 采用可编程的控制序列来描述控制逻辑, 这种控制序列是基于现场的物理测点而非控制器的端口变量, 使用的逻辑关系简单明了, 具有很高的可读性、可配置性, 应用这种技术的水泵控制器可实现面向普通水泵司机, 而不是工程师的现场维护。

基于控制序列的控制器一般由组态系统和运行系统组成, 组态系统完成控制逻辑的组态、编译和目标代码转换等工作, 运行系统实现目标代码的解释执行和逻辑控制功能[3]。组态系统和运行系统可同时部署于水泵系统用本安型控制器中, 也可根据现场需求分别运行于上位机和本安控制器中。

2 控制序列的组态

控制序列是一种从物理测点 (控制系统的输入输出点) 角度来描述控制工艺和控制逻辑的方法和技术, 使用条件点和动作点来描述控制逻辑。控制序列是多个控制步骤行的集合, 一个步骤行包含一个条件行和一个动作行[4]。

一个条件行由若干串联的条件块组成, 一个条件块由若干串/并联的条件块或条件点构成, 条件点可以是输入输出测点的状态和数值表达式、定时器等。一个动作行包括若干并联 (同步执行) 的动作点, 动作点可以是输出测点、其他控制序列等。

控制序列中一个步骤行如图1所示。X0, X1, , X7代表条件点, 其中X0, X1并联构成了一个条件块, 进而和X2串联构成了一个条件块, 并与X3, X4串联的条件块并联, 最后串联X5, X6, X7组成的条件块 (X5, X6串联, 再和X7并联) , 它们组成了条件行。Y0代表仅有的一个动作点, 它组成了动作行。

基于控制序列的水泵控制器安装了组态软件, 通过友好的图形配置界面, 用户可以根据现场的水泵控制工艺进行高效的控制序列配置, 配置一个步骤行包括配置条件点、条件关系、动作点、工作关系、时间参数等。用于水泵控制的一个控制步骤行的配置界面如图2所示。

通过对整个控制序列增加、修改、删除步骤行, 用户可构建完整的控制序列。用于水泵控制的控制序列组态如图3所示。

为提高易用性和可维护性, 针对水泵控制系统的特点, 软件提供了启停、保护、循环、事件等多种类型的控制序列[5], 用户可根据现场需要进行组态。

3 控制序列的编码

组态完成后需要控制序列进行编码, 形成下装到运行环境中供控制器解析和执行的代码。控制序列的编码步骤如下:

(1) 转换测点至变量。将所有的条件点和动作点转换为控制器可识别的变量, 如条件点为“1号电动闸阀开到位”测点, 首先查询与该开入测点关联的接线端口或通信寄存器标志, 再转换为相应的变量。

(2) 生成条件二叉树。扫描条件行, 从左至右扫描, 每扫描到2个并联的条件块/点就生成一个加性“+”节点, 每扫描到2个串联的条件块/点就生成一个乘性“”节点, 新生成的这个“+”或“”节点继续参与构造二叉树, 作为后序节点 (如果有的话) 的子节点。例如图4的条件行, X0, X1构成一个“+”节点, 该节点和X2构成一个“”节点, 依此类推, 生成的条件二叉树如图4所示。

(3) 生成逻辑编码式。经过扫描和错误检查, 建立条件二叉树结构后, 对二叉树进行遍历即可转化为逻辑编码式。根据先前构造二叉树时所建立起来的顺序可知, 树的遍历顺序是后序遍历, 也就是先访问左子节点, 然后访问右子节点, 最后访问根节点。对图4的二叉树结构进行后序遍历所得到的逻辑编码式如式 (1) 所示:

该表达式即为控制序列一个步骤行的编码。

4 控制逻辑的解码

对于控制序列编码生成的逻辑表达式, 控制器需要在运行时进行加载、解析和执行。控制逻辑表达式可以使用栈作为数据结构来解码。首先定义一个栈结构, 然后从左至右扫描逻辑关系式。每遇到一个运算变量, 就将其进栈, 遇到运算符, 则将栈顶的2个变量出栈, 对其实施运算, 并将运算结果代替进栈, 最后留在栈顶的就是逻辑运算的结果。

对式 (1) 对应的逻辑表达式进行解码的过程见表1。

5 结语

基于嵌入式系统的控制器采用开放式体系结构, 具有良好的网络通信能力, 能够完成比较复杂的控制任务, 可以满足和实现当前和今后工业自动化领域控制系统的开放性要求。本文将基于控制序列的控制器逻辑编程技术应用到矿用水泵监控系统中, 通过界面友好、操作简单的组态软件, 用户可以根据现场的水泵控制工艺和要求, 高效地配置和维护被控对象的各种控制逻辑, 实现多泵联动、无人值守、避峰填谷等多种复杂功能, 有效地提高矿用控制系统的易用性和可维护性。基于控制序列的矿用水泵控制器现已在平煤集团八矿、十一矿等现场使用, 取得了良好的效果。

摘要：提出了一种基于控制序列组态的控制工艺编程技术, 详细介绍了该技术的组态、编码和解码实现方法。将该技术应用于矿用水泵监控系统的控制器中, 通过组态软件, 用户可以根据现场的水泵控制工艺和要求, 高效地配置和维护被控对象的各种控制逻辑, 实现多泵联动、无人值守、避峰填谷等多种复杂功能, 有效地提高矿用水泵控制器的易用性和可维护性。

关键词：矿用水泵,控制器,嵌入式系统,控制序列,逻辑编程

参考文献

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[2]郑凤翼, 郑丹丹, 赵春江.图解PLC控制系统梯形图和语句表[M].北京:人民邮电出版社, 2006.

[3]高进, 秦付军.解释型软PLC编译系统设计[J].机电工程技术, 2010, 39 (6) :96-99.

[4]葛芬, 吴宁.基于AOV图及二叉树的梯形图与指令表互换算法[J].南京航空航天大学学报, 2006, 38 (6) :754-758.

潜水泵的自动控制技术 第2篇

摘 要：介绍了三相鼠笼型异步电动机的起动方式及其不足，重点叙述了软起动技术的工作原理、优点和应用。

关键词：鼠笼型异步电动机;起动技术;软起动技术;水泵

1 电动机起动的现状

三相鼠笼型异步电动机因其具有结构简单、运行可靠、维修方便、惯性小、价格便宜等诸多优点，在农田排灌中作为电能转化为机械能的主要动力设备而被广泛采用。但由于其起动电流大，对电网的影响和对工作机械(如水泵、拍门等)的冲击力都很大，因而在起动过程中必须采取一些技术措施对起动电流和冲击力(起动电磁转矩)加以合理而有效的控制，实现比较稳定的起动，从而改善系统设备工况，有效延长系统寿命，减少故障率的发生。

异步电动机的起动问题，一直为业内人士所关注。异步电动机的起动方式从原理上讲只有两种：直接起动和降压起动。直接起动，就是将处于静止状态的电动机直接加上额定电压，使电动机在额定电压作用下直接完成起动过程。直接起动转矩大，起动时间短，起动控制方式简单，设备投资少，因此在中小型电动机的起动上得到广泛的采用。但直接起动方式也受到许多限制，主要表现在下列三个方面：

(1)起动电流可大到电动机额定电流的4～7倍，部分国产电动机的起动电流实际测量甚至高达8～12倍。如果直接起动较大的电动机，过大的起动电流将造成电网电压显著下降，影响同一电网其它电气设备和电子设备的正常运行，严重时将使部分设备因电压过低而退出运行，甚至使电力线路继电保护装置过流保护动作而跳闸，使线路供电中断。

(2)直接起动会使被拖动的工作机械受到机械性冲击，对于水泵性负载来说，过高的起动转矩对叶片、轴承、拍门等造成软性损伤(机械变形、疲劳性老化)及硬性损伤(裂纹、断裂等)是较为常见的，甚至会因水流对管道的冲击力(及反作用力)过大而产生严重的水锤效应损坏设备。

(3)直接起动要求供电变压器容量较大，而对农田排灌泵站供电的变压器容量往往达不到直接起动对电网容量的要求。

在不允许直接起动的情况下，就要采用降压起动的起动方式，即降低电动机端电压进行起动。降压起动一般有星/三角起动，定子电路中串接电阻、电抗器起动，自耦变压器降压起动及本文推荐的软起动等方法。

星形/三角形起动器是降压起动器中结构最简单、成本最低的一种，然而它的性能受到限制，主要表现在：

(1)无法控制电流和转矩下降程度，这些值是固定的，为额定值的1/3。

(2)当起动器从星形接法切换到三角形接法时，通常会出现较大的电流和转矩变动。这将引起机械和电气应力，导致经常性故障的发生。

自耦变压器式起动器比星形/三角形起动器提供了更多的控制手段，可以通过变压器抽头改变I段起动电压(典型为65%和80%两挡起动分接头)。然而它的电压是分级升高的，所以其性能受如下限制：

(1)电压的阶跃性变化(分级转换时产生)引起较大的`电流和转矩变动，同星形/三角形起动器性能限制“2”一样会导致机械、电气经常性故障的发生。

(2)有限的输出电压种类(起动电压分接头数量有限)，限制了理想起动电流的选择。因为自耦变压器式起动器控制是使用较额定电压低的电压级别进行降压起动，它控制的电机参数为电压而非电流，所以当电网电压波动及负载变化(如排灌站水位落差变化)时，起动电流曲线将显著偏离设计理想曲线，从而恶化起动性能，设备在较差的工况下将大大缩短使用寿命，增加维护成本。

电阻式起动器也能提供比星形/三角形起动器更好的起动控制。然而它同样有一些性能、使用上的限制，包括：

(1)起动特性很难优化。原因是制造起动器时电阻值是确定的，在使用中很难改变，虽然可以通过转换分接头来进行分级起动，但当级数较多时，势必增加控制系统的复杂性，而制造成本、故障率也将随之大幅度提高，所以一般电阻式起动器均在2～5级间。这样，加在电动机定子绕组上的电压、电流等主要电量参数在分级起动时仍有很大的波动。

(2)频繁起动场合下的起动特性不好。原因是在起动过程中电阻值会随着电阻的温度变化，在停止到再起动过程中需经长时间冷却过程。

(3)负载较大或起动时间较长的场合下的运行特性变坏，原因是电阻值随着电阻器温度的变化而变化。

(4)在负载大小经常变化的应用场合(如排灌站水位落差变化较大)，电阻式起动器不能提供理想的起动效果。

综上所述，传统的降压起动设备均有诸多性能限制和使用限制，越来越难以适应不断发展的电动机复杂使用场合的起动需要。

2 软起动技术的工作原理

软起动技术是在晶闸管斩波技术的基础上发展起来的，利用晶闸管斩波技术进行工频电压调节

在50Hz正弦波每个半周内固定时间(过零延时t1)给晶闸管VT1门极以一个触发脉冲，则根据晶闸管特性，在触发脉冲结束后，晶闸管将在半周内剩余时间维持导通(见图1(b)中阴影部分)，直至电压再次过零，这样只要调节VT1触发脉冲出现的时间，则输出电压u0将会在0～100%输入电压(ui)内得到调节。如果将晶闸管斩波调压技术应用于三相电源，再加入现代电子技术如单片机控制技术等即可制成软起动器，从而在大型三相鼠笼式交流异步电动机的起动上得以应用。

软起动电动机时的电压、电流特性曲线见图2。从电压特性曲线u=f(t)可以看出，从起动开始软起动器给交流异步电动机一个初始电压Ust(Ust一般在10%～60%Ue间自由调整)并在用户设定的起动时间Tst(Tst一般在1～60s范围内自由设定)内将负载电压均匀上升到电动机额定电压Ue。由于软起动器自身特有的限流功能，起动电流在起动期间始终不超过起动限制电流ILIM(ILIM一般在2～5Ie内自由设定)。

为了比较起动外特性，在此给出了应用中最常见的传统起动方式―――自耦变压器降压起动时的电压、电流特性曲线(见图3)。从图3可以看出，两级起动的两个阶段均产生很大的起动冲击电流，对电网形成冲击，而两个较大的级落电压0Ust与UstUe又会发生非常大的转矩突变，产生机械冲击。而电动机软起动时无论在电流曲线还是电压曲线上看，均已将电冲击及机械性冲击减小到最低的程度。

3 软起动技术的应用

用软起动器组成软起动控制系统可以采取两种型式：(1)在线式控制软起动系统和旁路切换式软起动系统(见图4、图5)。图中K0、K1～Kn为空气断路器;RQ、RQ1～RQn为软起动器;KM11～KMn1、KM12～KMn2为交流接触器;M1～Mn为电动机。

在线式控制软起动系统采取“一带一”方式，即每一台负载电动机的起动由相应的软起动器来完成，选用长期工作制的软起动器，可以对电动机实现起动―运行―停止的全过程控制，并且主接线及控制系统均很简捷。

旁路切换式软起动系统是多台电动机共用同一台软起动器。当一台电动机起动完成后，旁路接触器吸合将电动机转为电网供电脱开软起动器直接运行，这样软起动器在完成一台电动机的起动后可以再控制另一台电动机的起动

。旁路切换式软起动系统在控制电动机台数较多时可以大大降低系统成本，而且软起动器均工作在短时工作制，可以大大降低软起动器的故障率，唯一不足的是增加了主接线及整个系统的复杂性。

潜水泵的自动控制技术 第3篇

关键词：变电站；潜水泵；自动控制装置；防洪涝设备；自动启动方式 文献标识码：A

中图分类号：TM76 文章编号：1009-2374（2016）19-0132-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.19.063

低洼地区变电站场地在雨季容易遭遇水浸风险。为了防止场地水浸，需要在变电站排水井内安装潜水泵进行排水。但安装在排水井内的固定式潜水泵，由于长期在水中浸泡，容易严重锈蚀，故障率高，工作效率低。如何有效提高低洼变电站潜水泵工作的可靠性，保证排水顺利，是摆在变电站运行人员面前的一道难题。

1 目前变电站防洪涝设备存在的问题

以110kV祥龙变电站作为研究对象。安装在站内排水井中的固定式潜水泵，由于运行环境恶劣，锈蚀情况严重，故障率高，是影响防洪设备可靠性的最薄弱环节。

变电站排水井内潜水泵应急启动过程靠应急人员手动操作。当低洼变电站发生洪涝灾害时，由值班门卫电话通知运行人员到场打开排水井盖观察水位情况，若水位达到警戒值，由运行人员启动潜水泵，总耗时约30分钟，花费时间长，工作效率低，流程繁琐，不利于设备可靠运行。

针对上述问题，研制一种具有自动控制装置的新型潜水泵，使其既能避免潜水泵长期在水中浸泡发生锈蚀，降低潜水泵故障率，又能缩短潜水泵应急启动时间，提高工作效率，同时还具备自动告警功能，确保潜水泵可靠运行，具有非常重要的意义。

2 变电站潜水泵自动控制装置研发过程

根据35kV及以上变电站运行标准及防洪涝的客观要求，提出该装置需满足如下功能：（1）潜水泵自动控制装置应用红外线探测感应实现自动升降及启动功能；（2）当水位达到告警线时能自动发信至门卫室告警，由门卫电话通知运行人员到站；（3）潜水泵自动启动前后均能向运行人员手机发送启动告警短信。

2.1 潜水泵自动启动方式研制

在排水井内安装控制电源箱，并在井内顶部加装微型电动葫芦。利用电动葫芦及不锈钢支架将潜水泵定置在排水井内低于水位警戒线位置，并在潜水泵本体安装浮球水位检测装置及磁吸挡板用以检测排水井中水位情况。最后在潜水泵本体水位警戒线位置安装一组红外线探测探头，在水位安全线安装另一组红外线探测探头（如图1所示）。

根据工作原理图，当排水井内水位上升时，浮球会跟随水位上升并带动磁吸挡板上升。当水位上升到①②号红外探测探头位置时（即水位警戒线时），磁吸挡板会截断①②号红外探测探头的红外线感应，继而触发控制电源箱中的继电器，微型电动葫芦启动，降下潜水泵，同时潜水泵启动抽水。当水位下降到③④号红外探测探头位置时（即水位安全线时），磁吸挡板会截断③④号红外探测探头的红外线感应，继而触发控制电源箱中的继电器，微型电动葫芦启动，潜水泵上升回到原位，同时潜水泵停止抽水。

经过对实物装置（如图2所示）进行50次测试，得出：当水位在告警线时潜水泵感应自动升降启停装置的启动时间平均值仅为18秒，排水速度远大于排水井的进水速度，未出现故障情况。应用红外线探测感应自动升降启停即能解决潜水泵因长期浸泡而出现锈蚀故障的问题，大大降低维护成本，有效降低潜水泵故障率，缩短其应急启动时间，保证变电站防洪涝工作的有效性及可

靠性。

2.2 潜水泵自动检测、告警发信系统研制

在门卫室安装2台GSM短信报警终端主机，根据潜水泵数量在门卫室安装含序号有声告警红灯。每个排水井内安装3组红外检测探头，通过RVV8*0.5信号电缆将潜水泵启动情况传回GSM短信报警终端主机，进而触发门卫室有声告警红灯，同时向变电站运行人员发出潜水泵装置启动相关告警短信（如图3所示）。

（1）当T80探测器#1检测到电缆水位涨近启泵临界点时，会向指定人员发送自定义短信通知（如第1号排水井水位涨近启泵临界点）；（2）当T80探测器#2检测潜水泵启动后会向指定人员发送自定义短信通知（如第1号排水井潜水泵启动中）；（3）当T80探测器#3检测潜水泵停运后会向指定人员发送自定义短信通知（如第1号排水井潜水泵停止）。

对装置进行50次反复试验，未发现发信不成功情况。潜水泵自动检测、告警发信系统能全面反映潜水泵启动前后状态，准确性高，可靠性强，而含序号有声告警灯能有效反映潜水泵启停情况，能让门卫通过亮灯序号得知几号排水井情况异常，并及时电话通知运行人员到场，起到双重保障作用。

3 实物应用效果检查

为了检验潜水泵有无锈蚀故障情况发生，半年内每周定期对潜水泵故障情况、启停情况及告警情况进行检查，得出：（1）排水井内潜水泵锈蚀率为0，故障率为0，满足降低故障率，缩减维修成本的要求；（2）水泵能实现自动启动功能，其应急启动时间<1min，达到缩短应急启动时间要求；（3）门卫室有序告警灯及手机短信告警功能均准确无异，不存在错报漏报现象。

4 制定标准化指引及开展相关培训工作

4.1 对运行人员进行变电站潜水泵自动控制装置正确使用及维护培训

为确保每位运行人员都能熟悉变电站潜水泵自动控制装置的正确使用及维护方法，编写出《变电站潜水泵自动控制装置使用说明书》和《变电站潜水泵自动控制装置维护指南》。根据相关指引对每位运行人员进行了多次理论及实操培训，以保证人员对设备的熟悉度。

4.2 对变电站门卫进行潜水泵自动检测、告警发信系统相关知识培训

为确保变电站门卫能够正确使用潜水泵自动检测、告警发信系统进行告警电话通知反馈，编写出《潜水泵自动检测、告警发信系统使用指南》，再由运行人员结合该指南对变电站门卫开展相关知识的培训工作。

5 变电站潜水泵自动控制装置效益分析

5.1 大大降低潜水泵维修成本

潜水泵自动控制装置使用寿命估算约10年，其研发成本相比固定式水泵以往10年的维修费用，大约节省65%，如果能够在电力系统中广泛推广应用，将对变电站防洪涝工作的顺利开展发挥良好的经济效益。

5.2 缩短运行人员防洪涝工作应急启动时间

潜水泵自动控制装置从告警到启动用时约为18秒，大大缩短了运行人员防洪涝工作应急启动时间，为变电站防洪涝工作的顺利开展提供了宝贵的时间支撑。

5.3 提高潜水泵使用可靠性及变电站防洪涝工作稳定性

潜水泵自动控制装置的成功研制能大幅度提高潜水泵使用可靠性。基于防洪涝工作一直是确保变电站可靠稳定运行的重点工作之一，潜水泵自动控制装置的可靠稳定能为变电站防洪涝工作的顺利开展提供有效的技术性保障。

参考文献

[1] 张晓坤.潜水泵自动液位开关的设计及应用[J].通用

机械，2005，（11）.

[2] 杨联宇.变电站电缆层、电缆隧道进水告警及排水系

统的设计与应用[J].中国产业，2012，（12）.

[3] 杨睿，王继宇，沈再平，郭明信，冯志华.浅谈潜水

泵的自动控制技术[J].中州煤炭，2009，（3）.

[4] 吴宇红，章建森.低压配电设备故障诊断及运行监控

系统[J].机电工程，2014，（6）.

潜水泵的自动控制技术 第4篇

在工业生产中, 风机和水泵的应用范围非常广泛, 其电能消耗和相关设备的节流损失及维护维修费用占到生产成本的7%~25%, 是一笔不消的生产费用开支。随着经济改革的不断深入, 节能降耗已成为降低生产成本、提高产品质量的重要手段之一。

而20世纪80年代初发展起来的变频调速技术是一项集现代电力电子技术和计算机技术于一体的高效节能技术, 它使得电动机及其拖动负载在无需任何改动的情况下即可按照生产工艺要求调整转速输出, 从而降低电动机功耗达到系统高效运行的目的。

目前, 变频调速技术已经成为现代电力传动技术的一个主要发展方向。卓越的调速性能、显著的节电效果, 改善现有设备的运行工况, 提高系统的安全可靠性和设备利用率, 延长设备使用寿命等优点随着应用领域的不断扩大而得到充分的体现。它顺应了工业生产自动化的要求, 开创了一个全新的智能电机时代。

1 交流变频调速原理

三相异步电动机可用下式表示:

式中:n电动机转速, r/min;

n1电动机的同步转速, r/min;

p磁极对数;

f电源频率, Hz;

s转差率。

由上式可以得出, 三相异步电动机的调速方法有3种, 分别是:变极调速、变转差率调速和变频调速。但是前两种方法有许多缺点, 若变极调速, 则调速范围较小, 不能实现无级调速;若变转差率调速, 低速时转差率大, 转差损耗也大, 则效率低;若用变频调速, 从高速到低速均可保持有限的转差率, 因而具有高效率、宽范围和高精度的调速性能。所以, 我们认为交流变频调速是三相异步电动机调速的一种理想方式。

交流异步电动机变频调速可以分为两大类:交直交变频调速与交交变频调速。我们主要介绍应用比较广泛的交直交变频调速原理。

交直交变频器的主回路由整流器ZS、中间滤波环节以及逆变器ZN三部分组成。如图1所示。

整流器为晶闸管三相桥式整流电路, 它的作用是将交流电变成可调的直流电源作为逆变器的供电电源。中间滤波环节为LC滤波, 它的作用是把整流出来的直流电滤除交流成分, 变成平滑的直流电源。逆变器也是晶闸管三相桥式电路, 但它的作用与整流器相反, 是将直流电变换为可调的交流电, 并用来供给三相异步电动机进行调速。

2 节能原理

如图2所示, 水泵的正常工作点A, 当水量需要从Q1到Q2时, 采用阀门调节, 管网特性曲线由R1 (阀门全开) 变为R2 (阀门关小) , 其工作点调至B点, 其功率为OQ2BHB所围成的面积, 其功率变化很小, 但其效率却随之降低。当采用变频调速时, 可按需要改变电动机的转速, 图2中从n1 (额定转速) 降为n2, 其工作点调至C点, 其功率为OQ2CHC所围成的面积, 同时其效率曲线也随之平移, 但仍然工作在高效区。图2中HCCBHB所围成的面积则为变频调速实际节约的能耗。

变频技术主要从以下几方面进行节能:1) 调速节能, 通过流体力学的基本定律可知, 轴功率正比于速度, 转轴下降, 轴功率变小;2) 软启动, 一般三相异步电动机的启动电流为额定电流的6~7倍, 变频调速后启动电流不超过电动机的额定电流;3) 功率因数较高, 一般在0.95以上, 减轻了变压器的负担;4) 节省设计冗余。

3 变频调速技术在水泵控制系统中的应用

以一台IS150-125-400型离心水泵为例, 额定流量200.16m3/h, 扬程50m;配备Y225M-4型电动机, 额定功率45k W。根据运行要求, 水泵连续24小时运行, 其中每天11小时运行在90%负荷, 13小时运行在50%负荷;全年运行时间为300天。

则每年的节电量为:W1=4511 (100%-69%) 300=46 035kwh

W2=4513 (95%-20%) 300=131 625kwh

W=W1+W2=46 035+131 625=177 660kwh

如果每度电按0.6元计算, 则每年可节约电费10.6598万元。

4 结论

通过以上分析可以看出, 对水泵电机采用变频调速技术, 节能效益非常明显。电动机的软启动, 大大减少了电动机直接启动带来的绝缘损坏;电动机的变频调速, 减少了电动机的启动次数和阀门的频繁调节, 延长了电动机和阀门的使用寿命;足够宽的调节范围和可靠的控制精度, 大幅度增加了自动的投入率, 减少了人工操作;更重要的是可以节约大量的能源, 给企业乃至整个社会带来可观的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]谭世海, 熊隽迪, 李忠芬, 冉启阳.变频技术在给水泵节能改造中的应用[J].电机与控制应用, 2010, 37:34-36.

[2]李会恩, 董英杰.交流变频调速技术在污水泵站应用的节能分析[J].市政公用建设, 2008

消除水泵振动危害的技术措施 第5篇

1、电动机振动常见原因及消除措施

1)轴承偏磨：机组不同心或轴承磨损。

消除措施：重校机组同心度，调整或更换轴承。

2)定转子摩擦：气隙不均匀或轴承磨损。

消除措施：重新调整气隙，调整或更换轴承。

3)转子不能停在任意位置或动力不平衡。

消除措施：重校转子静平衡和动平衡。

4)轴向松动：螺丝松动或安装不良。

消除措施：拧紧螺丝，检查安装质量。

5)基础在振动：基础刚度差或底角螺丝松动。

消除措施：加固基础或拧紧底角螺丝。

6)三相电流不稳：转矩减小，转子笼条或端环发生故障。

消除措施：检查并修理转子笼条或端环。

2、水泵振动常见原因及消除措施

1)手动盘车困难：泵轴弯曲、轴承磨损、机组不同心、叶轮碰泵壳。

消除措施：校直泵轴、调整或更换轴承、重校机组同心度、重调间隙。

2)泵轴摆度过大：轴承和轴颈磨损或间隙过大，

消除措施：修理轴颈、调整或更换轴承。

3)水力不平衡：叶轮不平衡、离心泵个别叶槽堵塞或损坏。

消除措施：重校叶轮静平衡和动平衡、消除堵塞，修理或更换叶轮。

4)轴流泵轴功率过大：进水池水位太低， 叶轮淹没深度不够，杂物缠绕叶轮，泵汽蚀损坏程度不同，叶轮缺损。

消除措施：抬高进水池水位，降低水泵安装高程消除杂物,并设置栏污栅，修理或更换叶轮。

5)基础在振动：基础刚度差或底角螺丝松动或共振。

消除措施：加固基储拧紧地脚螺丝。

6)离心泵机组效率急剧下降或轴流泵机组效率略有下降，伴有汽蚀噪音。

消除措施：改变水泵转速，避开共振区域，查明发生汽蚀的原因，采取措施消除汽蚀。

3、其它原因引起的机组振动及消除措施

1)拦污栅堵塞，进水池水位降低。

消除措施：栏污栅清污，加设栏污栅清污装置 。

2)前池与进水池设计不合理，进水流道与泵不配套使进水条件恶化。

消除措施：栏污栅清污，加设栏污栅清污装置合理设计与该进前池、进水池和进水流道的设计。

3)形成虹吸时间过长，使机组较长时间在非设计工况运行。

消除措施：加设抽真空装置，合理设计与改进虹吸式出水流道。

4)进水管道固定不牢或引起共振。

消除措施：加设管道镇墩和支墩，加固管道支撑，改变运行参数，改变运行参数避开共振区。

5)拍门反复撞击门座或关闭撞击力过大。

消除措施：流道(或管道)出口前设排气孔，合理设计拍门采取控制措施，减小拍门关闭时的撞击力。

6)出水管道内压力急剧变化及水锤作用。

消除措施：缓闭阀及调压井等其它防止水锤措施。

7)机组启动和停机顺序不合理，致使水泵进水条件恶化。

水泵调速技术的应用 第6篇

【关键词】水泵；调速；技术；应用

在城市的供水系统当中，为了能够保证用户的日常饮用用水和生活用水，通常会采用到母管的恒定压力来供水的运行的方式。城市的供水会随昼夜以及季节变化或是供水量变化而改变，所以为了能够保证母管的压力得到稳定，以此来满足供水的需要，人们常会采用开停的水泵以及调节泵的出口阀门的开度来控制。然而这样的方法在劳动强度上很大，而且十分浪费电能。如果能够把所有节流的情况下所运行的相关水泵，改成调速的调节流量运行，就可以产生比较显著的节能效果，达到节能的目的。

1.水泵调速技术方式

下表中就是几种主要的水泵调速技术的方式比较：

1.1机械调速

日常生活作业中最为常用的就是在电机与水泵之间加装上液体黏性的调速离合器或是调速型的液力偶合器。机械的调速常常用于水泵供水的调速运行，具有过载保护性好、传动的效率高、成本低、控制的反应快、易维护且体积小等一系列的优点，而且并不受到电机转速和电压等级之类的参数的限制。所以我国在目前的高电压或大功率的各种交流电机的调速的装置设施上均采用了液力的耦合器或是液黏的调速离合器。液黏的调速离合器与调速型的液力耦合器在应用上有很多相似的特点，但是也存在差异。对于液力的耦合器而言，相对于调速的技术更加成熟和可靠，然而在结构上却偏大，所以维修起来比较复杂。液黏的调速离合器在结构上就相对紧凑合理，其调速的状态下，效率可以高于耦合器的4%～5%，在节电率上高于耦合器的8%，还可以实现同步的转动。液黏调速离合器的液压系统原理是液黏的调速离合器在用于水泵的调速过程中，新安装的水泵是可以选择不同的调速装置来进行成套的设计的，这对于老的设备的改造就需要按照施工的图纸重新进行制作和设备的基础设计。调速装置要用联轴器进行安装，安装到电动机与工作机的中间[1]。

1.2电器调速

电气调速装置也是水泵调速方式的一种，其中，变频的调速是如今应用最广并且效率性能上都十分理想的调速方式。然而由于目前在高压大功率的变频调速的装置上虽有一些产品生产销售，但是其规格十分不全，价格上也较贵，不能为广泛的使用。电器调速的方式是机械调速的5～8倍，因此和机械调速相比有一定的优势[2]。

2.水泵调速运行方式

实际的运行当中，水泵的流量是根据外界的用水情况变化而随之变化的，扬程也会因为水位与流量的变化而变化的，所以，水泵是不能总是保持在某一个固定的工作点的，是需要根据实际的情况来进行控制的。通常来说，有阀门开度控制、台数的控制以及转速的控制这样三种，然而实际上却往往是两种或两种以上控制在同时使用。阀门的开度的控制效率是最差的，很大一部分的能量损耗丢失在了阀门水头的损失上。对于台数的控制是不能够实现压力和流量连续的控制的，还是需要用阀门的开度来控制与配合。此外，转速的控制则是以水泵可调的转速来适应相应流量与压力的变化，这样不仅仅能够实现流量与压力之间的连续控制，还能够使水泵在不同的情况下都可以运行在比较高的效率区域。虽然说控制上比较的复杂，而且设备的价格高，但在节能的效果上还是十分的显著[3]。

3.水泵调速特点

水泵的调速运行有一定的特点与要求。首先，水泵的扬程和转速平方是成正比的，因此水泵的调速范围比较小，一般在为700～100%上。此外，水泵是不允许反方向的运行的，所以不需要进行可逆的控制。而且一般的水泵的电动机的容量很大，是数百千瓦到数千千瓦的范围，但是使用的台数是相对较少的，适合采用单台进行调速。与此同时，水泵的转矩和转速平方是成正比的，因此水泵一般要向下调速，不适合向上进行调速。在运行的过程中，允许调速的泵和定速的泵至今配合运行，但不要求所有的水泵都调节在同—个转速下运行。除此之外，由于水泵的电动机的容量很大，调速运行的时候，必须要注意限制下高次谐波对于电网的影响。最后，水泵的调速不能够快速的反应，是为了避免发生水击的现象，水泵的转速在变化上也不应当太快。水泵对于调速的精度上要求也不是很高[4]。

4.水泵调速节能实例

某个电厂的高压回水泵，电压等级为6000V，在电机功率上为280kW，额定的电流为35A。泵在出口压力上的要求在5MPa。节流的调节在运行时电机的电流值为26A，在加装了液黏调速的离合器之后的相同工况下，其中电机的电流值是19A，电流降低了7A。问：节电量和节电率分别是多少：

节电量P=UICosψ=6000×7××0.9=65469Wh

节电率=×100%=26.92%

5.结语

水泵其实是一种耗能高、用量也很大的通用设备，选择好合理节能的措施是十分有必要的。交流的电动机的调速效率很高是主要的优势，然而其成本十分高，设备具有复杂性，在维护上要求比较高，大容量的高电压的可靠性还有待进一步的提高。然而机械调速的装置在开始时投资很少，见效却比较快，运行的可靠性很高，在维修量上小，这也就决定了投资的回收率很高。如今，机械调速的装置是水泵调速中节能最高，也是得到最廣泛应用的且发展前景最好的一种方式。对于液力的耦合器与液黏的调速离合器来说，虽然液黏的调速技术在起步上相对晚，但因为其在结构上、性能以及操作维护上都具有很强的竞争力，所以在应用上更加成熟和广泛，也是节能的一项新型技术[5]。 [科]

【参考文献】

[1]陈虎.浅谈水泵调速在火电厂的节能减排应用[A].第八届电力工业节能减排学术研讨会论文集[C].2013.

[2]高玲姝.关于水泵调速运行方式的探讨[J].科技创新与应用，2011，（22）.

[3]段晓伟.大功率风机水泵调速节能方法对比分析[J].节能，2012，31（5）.

[4]姚永亮.水泵调速技术的应用[J].机床与液压，2009，37（7）.

潜水泵的自动控制技术 第7篇

1 潜水泵远程控制器总体设计

潜水泵远程控制器设计功能要求:具有监控潜水泵工作环境,能及时判断欠电压、过电压、缺相、过电流和缺水等现象功能;具有控制潜水泵工作状态功能,能实现手动控制和远程控制的有效结合;具有电表数据采集和数据信息的存储功能;具有远程短信息通信,能实现故障报警、监控数据功能;具有控制器工作状态显示和报警功能等等。

潜水泵远程控制器其性能要求:运行速度快,事件响应及时、工作稳定、具有可靠的自恢复能力、能抗强烈的电磁干扰、具有较小的电能消耗和适应高低温的工作环境。

潜水泵远程控制器总体设计如图1所示。MCU模块通过继电器控制电路控制潜水泵的启动和停止,通过水位检测电路和三相电压电流检测电路实时监控潜水泵的工作环境,当有欠电压、过电压、缺相、过电流和缺水等现象发生,MCU及时将状态存储到数据存储电路中,并在本控制器显示电路发出报警和通过GSM模块向管理员发出短信报警,如果工作环境状态产生后果严重,将及时控制继电器控制电路停止潜水泵的运行。MCU模块通过时钟电路获取时间信息,实现控制器对潜水泵定时控制、按时间状态记录等功能,通过抄表通讯电路实现读取电表数据。

2 硬件实现

2.1 MCU模块

MCU模块采用Atmel公司基于AVR RISC结构的高性能、低功耗的8位微处理器ATmega128L[1]。它具有128KB的系统内可编程Flash、4KB的EEPROM[2]、4KB片内SRAM、53个可编程的I/O口、2个8位和2个16位定时器/计数器、2个UASRT口、1个I2C口、一个SPI接口、8路10位A/D、JTAG片上调试和编程接口、8个外部中断接口、6种可以通过软件选择的省电模式以及2.7-5.5V宽范围的工作电压,最高运行速度可达8MHz[3]。ATmega128L芯片内部集成AVR RISC结构的8位CPU与系统内可编程的Flash,他可为许多嵌入式控制应用提供了易学、灵活、好用且成本低的方案[4]。

ATmega128L采用两个中断信号检测潜水泵的上、下水位状态,一个中断信号检测外部电源断电报警、一个I2C口用于采集时间信息、一路模拟的I2C口用于接收按键指令、一个SPI口用于数据存储、一个模拟转换开关和一路A/D通道组成8路分时复用的A/D转换通道,采集三相电压和电流实时数据、一个串口分时复用控制液晶显示器显示和读取电表数据信息、一个串口专用于GSM模块通讯、一路A/C通道采集电池电量信息作为控制电池的通断和充电的依据,采用其中一种省电运行模式延长设备的工作时间和节约电能。

2.2 电源模块

电源模块为整个设备提供电能,采用交流供电和锂电池供电的两种方式设计。由交流转直流降压电路、主备电源切换和电池充电供电电路组成。

交流转直流降压电路将交流220V转变为直流5V,作为控制器的主电源,为整个潜水泵远程控制器供电;并再次降压为直流3.3V,为系统电路供电,提高系统的抗干扰能力。

主备电源切换电路是由电压检测电路和MOS管及外围元器件组成,当外部电源断电时,电压检测电路产生掉电报警中断,通知MCU主控模块,MCU主控模块根据工作的需要下发指令进行开启电池电源为系统供电;当外部电源上电后,经主备电源切换电路,会自动切换到外部电源供电,并断开电池电源。

电池充电电路是由MOS管、电池充电管理芯片和一个通道的A/D转换电路组成。当MCU主控模块的A/D转换检测到电池容量不足时,控制MOS管和电池充电管理芯片完成对电池的充电。

2.3 水位检测电路

由于抽水是水源不足,常常会因为井中缺水而导致水泵电机绕组烧坏,据统计80%左右的水冷式水泵电机绕组烧坏,都是这个原因造成的[5],因此水位检测电路对潜水泵保护是一项非常重要的保护措施。本控制器的水位检测电路是两个微型水位开关及周围元器件组成,分别连接到MCU模块的外部中断引脚,检测潜水泵的工作水位。上当水位低于上水位设定值时,产生水位降低预警中断信号,当水位低于下水位设定值时,产生缺水报警中断信号,有MCU模块完成对潜水泵停止运行的控制,防止因缺水而导致水泵电机绕组烧坏。

2.4 三相电压电流检测电路

三相电压、电流检测电路由6路420mA的模拟通道电路组成。电压电流传感器将各项电压和电流转换成420mA电流信号,传送给模拟通道电路,经MCU模块循环选通各通道,进行A/D转换,采集各项的电压、电流信号。MCU模块再进行运算和分析,判断出潜水泵工作的电压、电流状态,预防事故的发生。图2是A/C通道复用电路图,R11将420mA电流信号,转换为电压信号,经电压跟随器U1,传送给输入8通道、输出1通道的多路通道复用电路U10,U10将信号传送给MCU模块的A/D转换通道输入端,供MCU模块数据采集。C11是420mA电流信号的干扰滤除电容,U1保证电压信号的稳定,U10经对其911脚的控制,完成输入8通道的选通。

2.5 时钟及保护电路

时钟电路由I2C的时钟芯片及外围元器件组成,它提供标准的I2C协议对外接口,有外接中断端口,能产生月、小时、分钟、秒等形式的中断方式,为本系统提供实时的时间数据,和定时信号。保护电路主要监控MCU,完成系统抗外部电磁干扰和防止主程序死机或跑飞,提高系统的稳定性。

2.6 数据存储电路

数据存储电路由8M位FLSAH存储器芯片及外围元器件组成,通过SPI接口与MCU模块通讯,按照一定的方式存储系统产生的各种报警信息、数据和参数。

2.7 键盘及显示电路和抄表通讯电路

键盘电路有六个按键及外围元器件组成,完成对系统参数、限值、时间、定时和手动控制操作的设置。

显示电路采用内置中文字库128*64的液晶显示器,可显示4行汉字、每行8个汉字。通过串口与MCU模块通讯。抄表电路是TTL电平串口转RS485接口的电路组成,根据国家电能表通讯规约要求,使用RS485通讯方式与电表连接,及时读取相关的电表数据信息,方便对使用电能的管理。

显示电路和抄表电路复用一个串口,经4通道输入和2通道输出的集成电路连接。

2.8 GSM通讯模块

GSM是Global System for Mobile Communications简称,中文名称是全球移动通信系统,具备无需投资建设无线网路、通信覆盖范围大、安装施工十分方便等优点,越来越被广大用户所青睐。GSM的短消息通讯业务非常适合潜水泵控制器与手机的通讯,具有操作简单、易学和通讯速度快的优点。

本控制器采用SIEMENS公司的TC35模块,它提供的命令接口符合GMS0705和GMS0707规范,并提供RS232数据口模块[6]。它和MCU模块通讯,负责将潜水泵的工作状态、报警、参数和使用电能等信息远程传输给管理者,并将远程控制命令下发到MCU模块。

2.9 继电器控制电路

由于潜水泵的功率比较大,启动的瞬间电压浮动较大,普通机械吸合式继电器产生很大电磁冲击,严重影响到控制器系统的稳定性,因此,本控制器采用三相固态继电器控制潜水泵工作。电路由光藕及光藕隔离驱动电路组成,当MCU模块下发闭合指令时,光藕隔离驱动电路输出直流5V电压控制固态继电器接通潜水泵电源,当MCU模块下发断开指令时,光藕隔离驱动电路关闭直流5V电压输出,使固态继电器断开潜水泵电源。

3 软件设计

系统软件设计包括主运行程序模块、AD模数转换采集程序模块、读写时间及定时程序模块、数据存储程序模块、键盘扫描显示程序模块、读电表程序模块和GSM模块通讯程序等。其主程序设计流程如图3所示。系统启动后,先对各模块进行初始化,然后进入主循环处理程序。手动控制处理优先级高于远程控制处理。系统先进行按键判断处理,再进行远程通讯检测和命令处理,然后判断控制潜水泵处理,采集分析潜水泵工作环境状况,如有报警信息,先存储,再显示和发送远程报警信息通知管理员。对于非常危险(如缺相电压、严重过流和缺水等)的报警,系统直接控制潜水泵停止工作。

4 结束语

该文提出了一种基于ATmega128L单片机的潜水泵远程控制器设计方案,利用AVR单片机的功能强、运行速度快、智能化的特点,对潜水泵的工作电压、工作电流和工作水位等运行参数为监控任务,可预防潜水泵因缺水、缺相电压、过电流、欠电压、过电压等工作环境因素,引起潜水泵的损伤,同时还实现远程的GSM短信息的报警和控制功能,极大的方便管理者进行远程操控,提高管理者工作效率,特别适合没有或无法实现远程有线网络连接的地区使用。

参考文献

[1]Atmel Corp.Atmega128(L)使用手册[Z].2008.

[2]田宜,吴婷婷.基于AVR单片机的温度控制系统实现[J].电脑知识与技术,2012(4):2645-2648.

[3]陈冬云,杜敬仓,任柯燕,等.ATmega128单片机原理与开发指导[M].北京:机械工业出版社,2005.

[4]行明涛,吴华芹.基于ATmega64单片机的防窃电控制器设计[J].电脑知识与技术,2012(5):1180-1182.

[5]李移伦.基于AT89C2051的潜水泵智能保护控制器的设计[J].自动化技术与应用,2007(8):115-117.

水泵自动上水装置的研究 第8篇

煤矿井下地质条件复杂, 水、火、瓦斯、煤仓、顶板是矿井常见的五大灾害。近年来, 淮北矿区也出现了几起水灾事故。而对于经常出现水患的矿井, 必须要把有效的进行排水作为重点。而很多采掘工作面对于水患的治理常见的解决方法就是挖临时水仓, 然后利用水沟把水引到临时水仓, 同时在临时水仓处安装水泵及排水管路, 利用水泵进行二次排水。但是由于地质条件的不同及巷道高低起伏状况, 可能用于排水的临时水仓会在不同的地方, 这样如果每个地方都安排专人排水, 一方面增大了人员的投入, 且人员工作相对单一, 只是开停水泵, 从人力资源管理上来说是一种人力资源的严重浪费;另一方面在临时水仓附近, 一般情况下除了排水工没有其他人员工作, 单人单点作业, 这种零散人员在煤矿安全生产管理最不好管理, 在无人监督的情况下, 容易出现“三违”现象, 而“三违”人员也是导致事故频发的根本原因, 给煤矿安全生产带来了很大的隐患。在此种状况下我们进行了水泵自动上水装置的研究。

2 研究过程及具体方案

在现今的煤矿生产中, 自动化水平已经较高了, 国外很多都已经实现了水泵开停的自动化控制, 而且技术相对成熟, 但是这种技术的一般应用在矿井主排水设备上比较合适, 如果用于采区内部, 不但是设备投入较大, 同时对日常维护人员的要求也是过高, 不适合实我矿际情况。

在考虑我矿实际情况下, 我在进行水泵自动上水装置的研究时, 从以下几方面考虑, 一是要考虑设备投入的成本不能太大;二是要考虑实施方案要尽量简单可行, 同时便于施工;三是在设备选择上, 要选用日常工作生活中常见或常用的设备, 出现故障时便于处理;四是要考虑选用的设备还要符合煤矿电器设备防爆标准;按此思路, 我提出了利用浮漂的原理进行水泵自动上水的实施方案, 具体设备的选用及工作原理如下。

在设备的选择方面, 我充分考虑上述条件, 选用了以下设备:

a.行程开关两个, 此处我们采用的是皮带机跑偏开关, 一方面具有防爆性, 另一方面常用、便于维护且一般矿上都有备用。

b.开关就用井下常用的QBZ-80 启动器开关一台。

c.定滑轮一个, 细钢丝绳 (根据实际水仓深度进行选择) 及浮漂两个, 浮漂我们采用的是空塑料桶, 因为空塑料桶本身浮力较大, 同时内部空间大装上水后便于改变自身重量, 有利于调节重力;而定滑轮主要用于改变绳子的方向。

工作原理及接线:由QBZ-80 开关的1#、2# 接线柱接至控制水泵启动的一个行程开关, 由开关的2#、9# 接线柱接至控制水泵停止的另外一个行程开关, 两个浮漂其中一个直接连接在停止的行程开关上, 另外一个浮漂经过定滑轮改向后连接到启动的行程开关上, 具体如图1 所示。

如图1 所示, 当水位达到需排水的高度时, 浮漂受水的浮力作用通过细钢丝绳带动连接启动的行程开关使之闭合, 此时水泵自动启动进行排水;当水排到下限高度时, 与停止的行程开关连接的浮漂离开水面, 此时由于自身的重力作用, 拉动另一停止行程开关, 水泵自动停止。

注意事项:一是和停止行程开关连接的塑料桶内盛一些水, 盛水后水桶要能浮在水面上, 同时水位下到一定位置时, 水桶能拉动行程开关到闭合位置;二是和启动行程开关连接的水桶选择, 要保证水桶的最大浮力能带动行程开关闭合;三是细钢丝绳要选用外表有塑料包裹的那种, 防止生锈;四是定滑轮的位置要低于水泵停止工作时的最低水位, 防止细钢丝绳出槽。

3 应用效果、前景分析

该设计首先在76 水仓排水点进行了试用, 在试用的头半个月, 排水点依然安排人员, 但是观察设备运转效果, 通过试用达到了在不使用人力的情况下根据浮漂物的浮力和重力使开关打开和闭合, 从而实现了自动排水。半个月后, 不在安排人员进行排水, 通过一个月半月的无人值守运转, 排水效果正常, 达到了人少人员的预期目标。通过76 水仓的试用, 现该装置又在井下101 回风下山及762 机巷两个排水点进行了安装使用, 并且使用效果较好。

对于应用效果来看, 一个排水点按每月最少需要4 个人, 能满足排水需要, 如果每个人每月按5000 元算的话, 则一个排水点一个月可以节约4 个人力资源的投入, 同时也是节约4 个人工资投入, 约合资金20000 元, 则一年就能节省资金24 万元。而且排水点越多的话, 节约的人力资源及资金就越多。

总的来说, 水泵自动上水装置的研究使用除了降低矿井生产成本, 还具有以下几方面好处:

一是减少了单一的排水人员, 节省的人员可以补充到其他需要的岗位, 在降低生产成本的同时增强了对人力资源的利用。

二是水泵自动上水装置虽然技术含量不高, 但是也是实现了水泵排水自动控制, 也是为矿井整体自动化水平的提高贡献了力量。

三是水泵自动上水装置的投入, 减少了偏僻地点的单人单点作业人员, 充分体现人少则安, 无人则安思想, 夯实了矿井安全基础。

消防水泵远程控制的优化 第9篇

1 消防水泵远程控制失灵的典型火灾案例

2010年10月12日晚,日照某酒店发生火灾。该酒店设有火灾自动报警系统、自动喷水灭火系统、防烟排烟系统、应急广播系统、应急照明和灯光疏散指示标志、室内消火栓及消防卷盘、视频监控等设施,设有消防电梯1部、防烟楼梯2部,分别位于主楼中心位置,其中的一部防烟楼梯与消防电梯合用前室,另一部防烟楼梯独立设置。经现场勘验、调查询问、现场视频资料及对火灾痕迹物证进行技术鉴定,该建筑内的自动消防设施未发挥应有的作用,从而导致火灾迅速蔓延。笔者在火灾调查时,发现了该酒店自动消防设施管理方面存在的问题。

该酒店自动消防设施基本是按照现行有关规范设置的,并且有自动消防设施维护保养单位进行专业的维护保养,各种消防设备基本处于完好状态。经询问了解,火灾发生初期,消防控制室值班人员通过火灾自动报警系统和视频监控系统确认火灾后,立即远程启动消防喷淋泵,但由于消防喷淋泵控制柜处于手动状态,水泵未动作,在多次尝试远程启动水泵失败的情况下,值班人员只得匆忙冒着浓烟从位于负一层的消防控制室绕到处于酒店负二层的消防水泵房内,现场手动启动喷淋系统水泵,耗费了大约10 min,延误了火灾初期最宝贵的灭火战机,导致火灾没有被消灭在萌芽状态,迅速从起火点蔓延到21层,使本来可以完全控制的一场小火演变成大灾,直接财产损失达500多万元,教训惨痛。

2 现行消防水泵远程控制管理中存在的问题

该火灾发生后,笔者遂对辖区内的120个设置自动消防设施的消防安全重点单位进行突击检查并统计,发现有15个单位水泵控制柜被断电,占总数的12.5%,96个单位水泵控制柜选择开关置于手动状态,占总数的80%,控制柜电源正常且选择开关置于自动状态的仅9个,占总数的7.5%。可见,消防水泵远程控制管理中存在的问题相当严重。

2.1 现行消防水泵的控制模式及原理

图1为消防、喷淋泵控制柜在控制室远程启动控制原理图,图2为水泵控制柜内手、自动转换原理图。已经投入使用的建筑消防水泵控制原理图均与此相同或者类似。从图2可以看出,如果水泵控制柜处于手动状态,消防控制室的远程控制盘控制的接触器KA1线圈(见图1)虽然得电, KA1的常开触点闭合,但不能启动图2中的接触器,因此不能远程启动水泵。只有选择开关处于自动状态,才能通过消防控制室远程控制盘启动水泵。

2.2 现行消防水泵控制模式的弊端

(1)水泵控制柜电源状态在消防控制室内无法远程实时监控。一是消防水泵在地下或室外泵房内,潮湿阴冷,且大的住宅小区或厂区内,多栋建筑合用同一个泵房,大部分泵房没有人值班,泵房内设备状态单从消防控制室内难以准确掌握。二是笔者从现场验收或检测发现,现有相当一部分水泵控制柜的控制回路电源线接在水泵控制柜的主开关上桩,且基本上所有的消防设备都采用双回路供电,在末端设有双电源切换装置,这样即使水泵控制柜主开关断开,在消防控制室内的火灾自动报警控制柜上也显示水泵电源指示灯亮,而且水泵控制柜电源断开的状态下,自消防控制室通过自动控制或手动控制消防水泵,火灾自动报警系统的联动盘(柜)上均可见启动、停止灯的显示及其信号反馈。但因水泵控制柜的主开关断电,水泵实际并未启动,水泵假启动的现象在消防控制室内不会被发现,极易导致灭火延误。

(2)一旦水泵控制柜选择开关置于手动状态,所有对

消防水泵的远程控制都将失灵。目前的水泵控制柜开关一般都有手动、自动两种选择,各管理使用单位人员为防止消防水泵、喷淋泵等设备在平时没有火警的情况下误动作,将水泵控制柜设置在手动状态,这样发生火灾后,水泵控制柜处在手动状态,消防控制室不能远程控制水泵,需人员到消防泵房现场启动,势必造成启动消防水泵、喷淋泵延误,错过最佳灭火时间,造成灭火延误。

(3)水泵控制柜主供电回路开关为常用型空气开关,在断电后无法自行恢复供电。空气开关用于消防水泵控制的弊端是断电后无法自行恢复供电,一旦控制柜断电,在控制室无法远程实现恢复供电。另外,水泵控制柜上的手、自动转换开关为手动开关,无法远程实现对水泵控制柜手、自动模式的切换。

3 对消防水泵控制模式的改进方案

为保证消防水泵能快速有效的启动,避免出现远程控制失灵和假信号现象,笔者认为应该在水泵控制柜上加以改造,另在消防控制室火灾自动报警控制柜上加设消防水泵远程手动控制盘和远程合分闸控制。如图3～图5所示。

(1)针对前述水泵假启动信号问题,将水泵运行反馈指示灯线路(101、201)从FR(热继电器) 出线端引出 (见图5),只有水泵供电运行的情况下指示灯才会得电点亮,从而避免从继电器触点上桩引出造成的假启动信号。

(2)针对水泵控制柜断电后无法远程恢复供电的问题,将水泵主供电回路空气开关改选用电动开关(见图3、图5),并在水泵控制柜控制盘面加设总电源控制送电按钮GSB,如需维修时按下断电按钮DSB,J2继电器动作切

除供电回路电源,维修完毕后按下供电按钮GSB,J1继电器动作电动开关合闸供电(见图3、图5),根据此方式可实现远程控制供电模式,在消防控制室设手动控制盘并联加设YDSB远程分闸按钮、YGSB远程合闸按钮,这样可以实现在消防控制室对水泵控制柜的远程分闸、合闸功能,另在主供电回路接触器KM3、KM6进线端、出线端分别引出线路接指示灯,以监视供电电源、主回路电源情况。

(3)针对水泵控制柜选择开关的问题,将手、自动转换开关改为中间继电器J3或J4控制(见图4),控制柜盘面设置自动按钮SDSB手动、ZDSB自动切换按钮控制J3或J4继电器动作,做到手、自动切换,同时并联设置到消防控制室的多线(联动)控制盘设远程自动按钮YZDSB、远程手动按钮YSDSB,这样可实现远程手动模式、自动模式切换。

4 工程应用案例及模拟操作

目前,上述改造方案已经在宏德海景山韵小区消防系统中实际应用。改造后进行模拟测试时,模拟消防泵维修时切断电源维修完毕后忘记恢复供电(在旧系统中,水泵控制柜失电,必须到现场进行恢复供电操作)。假定该小区8#楼顶层发生火警,扑救人员使用消火栓并用消火栓启泵按钮启动消防泵进行火灾扑救。扑救过程中消防泵因未供电而未能启动,扑救人员电话通知控制室人员消防泵未启动,控制室操作人员立即通过远程控制盘YGSB按钮将主电源供电,再通过YZDSB按钮将消防泵调整至自动状态,当水泵控制柜被远程调整至自动状态后,因屋顶层消火栓启泵按钮已触发,消防泵自动启动,消火栓启泵按钮启泵指示灯点亮,消防控制室远程控制盘启泵指示灯及消防联动报警主机水泵反馈显示,水泵运行供水正常。模拟结束,消火栓启泵按钮复位后消防泵自动停止运行,各指示灯熄灭,反馈消失,系统恢复正常状态。整个模拟试验过程均按预先设想顺利完成,验证了该优化方案的可靠性及稳定性。

5 结 语

通过上述对水泵控制柜的改造以及消防控制室的手动控制盘的加设,调试完成后,可实现消防控制室远程操作水泵控制柜主开关的合闸、分闸,手动及自动模式切换,监视供电电源及主供电回路的供电情况,监视水泵真实运行情况;解决了以往消防控制柜主开关不合闸而显示盘出现“假信号”的问题,解决了工作人员必须到泵房现场合闸主开关及进行手动、自动模式切换等问题;真实地监视了水泵控制柜的电源、供电、运行状态,即使水泵控制柜开关处于手动状态,都可以通过消防控制室安装的远程控制盘切换至自动模式,也可直接用远程控制按钮启动水泵,解决了原来消防控制室的多线联动盘不能在任意状态下都能远程控制水泵的弊端。同时,火灾报警控制柜多线控制、模块联动控制可直接接至远程控制盘内,也避免了模块设置在泵房长期处于潮湿状态,易导致故障及误动作的现象。

在造价方面,上述改造中所增加的设备部件,除了电动开关造价比空气开关略高以外,其余增加的设备配件价格都很低廉,对工程总造价的影响微乎其微,所以此改造方案不但理论上可行,而且在经济上也完全可行,具有较高的实用性。

目前,此改造方案已经在宏德海景山韵小区和宏德山海湾小区消防系统中实际应用。改造后的控制系统经过工程技术人员多次反复测试,运行稳定可靠,证明此改造方案非常成功。类似的改造也可以推广应用到其他各类消防设备远程控制系统中,如排烟风机的控制等。然而,此改造方案若要进行广泛推广,还需要一定的法律法规支持,如修订各地自动消防设施检测规程等;另外,需要加强与各自动消防设施检测机构及其主管部门的沟通协调,争取他们的认可。笔者希望消防水泵远程控制管理方面的问题能够得到有关部门的关注,促进自动消防设施设计更加完善,解决当前已经相当严峻的消防设备远程控制失灵问题。

参考文献

[1]刘崑,陈辰,刘芳,等.便携式消防水泵接合器试验装置的设计[J].消防科学与技术,2011,30(7):615-617.

[2]祁祖兴.高层建筑水泵接合器设置探讨[J].消防科学与技术,2012,31(8):832-834.

[3]薛原,张伟东,王赞瑞.消火栓按钮显示、启泵与设计优化[J].消防科学与技术,2003,22(1):55-56.

消防水泵电气控制设计的探索 第10篇

消防水泵是水灭火系统中的关键设备, 其能否正常工作运行直接影响到灭火行动的成败。因此, 消防水泵的电气控制是非常重要的环节, 但由于规范间的差异和设计人员对规范的理解不同, 在消防水泵的电气控制设计中常出现一些问题, 不仅给消防工程施工和设备使用造成不便, 而且对于建筑的消防安全也留下隐患。

1 消防水泵电气系统启动控制设计

1.1 消火栓按钮直接启动消防水泵

在《高层民用建筑防火设计规定》第7.4.6.7条规定:“临时高压供水系统的每个消火栓处应设直接激活消防水泵的按钮。”也就是说, 我们所设置在消火栓箱内部的按钮应该具有直接启动消防水泵的功能。并且, 消防按钮还应该具有另一个信息输送的功能, 当它启动了消防水泵之后, 需要给控制系统传来消息, 让控制人员得知消防设备已启动。

1.2 在消防控制室用手动按钮启动消防水泵

在消防控制室设定手动启动按钮, 除了设置自动启动功能, 还应该设置自动停止功能。如果发生火灾, 在火灾地点的消火栓上的玻璃被敲碎, 会实时发出火灾警报, 这个时候, 值班人员需要进行确认, 并马上通知火灾附近的工作人员, 然后利用手动控制按钮来启动消防水泵。手动按钮一般都安装在消防联动柜或者控制盘, 能够通过多种手动方法来控制消防水泵的启动和停止。

1.3 水泵房控制面板设自动转换开关

当起火地点的消防栓玻璃被敲碎之后, 线路会存在一个安全隐患, 如果消防中心对该地点的远程控制失败, 需要在水泵房的控制面板上设计自动转换开关, 将远程控制系统切断, 改成在消防水泵房上直接启动水泵。

这三种启动方式各有利弊, 设计者可以根据自身需要和工程规模的大小、复杂形势来做出判断, 究竟用哪一种消防水泵启动装置更加合适。一般在实际设计当中, 消防栓控制室的手动按钮可以不经过泵房转换开关, 而直接启动消防泵, 这样极大的提高了安全性能。

2 消防水泵电气喷淋系统控制设计

消防水泵电气喷淋系统都是连接了网状水管, 这些线路受到安全保护, 彼此交织成一张网, 在各保护区内各司其职, 在消防水泵自启动之后, 通过各保护区的水流流动, 可以带动各区报警阀的开关, 这种开关一般受压力或者水流的控制, 达到自动启动喷淋装置的目的。通过水流的指示, 可以将报警系统和联动模块的信息传回控制室, 让消防控制室准确的获得消息, 并做出相应反应, 同时控制室配有对喷淋泵的直接开关, 通过对现场环境的了解, 决定喷淋泵的启停。

《高层民用建筑防火设计规定》提到:“自动喷水灭火系统中设置的水流指示器, 不该作为自动启动消防水泵的控制装置。”喷淋泵的报警系统应该会遇到事件自行启动, 喷淋系统水泵需要通过压力开关启动喷淋泵, 而其它设备都只是在消防控制室显示操作情况。也即是说, 消防控制系统对喷淋泵的控制应该和消火栓泵是一样的, 可以具备直接的启停功能。这样才便于工作人员的控制, 信息的及时回传也能为工作人员进行下一步指示获得更多信息。

但是从目前我国消防水泵喷淋装置的现状来看, 对于喷淋泵的控制方式还没有被人们广泛提及, 目前的很多设计指示人们采用了模块控制操作手法, 并没有消防控制中心的远控遥感装置, 这一部分的系统控制设计值得我们继续深究。

3 消防水泵电气稳压系统控制设计

无论是我们前面提到的消火栓系统, 还是喷淋系统, 在工作当中, 都面临着一个问题, 那即是需要配合压力装置, 如果系统保证不了压力大小, 在险情发生的时候, 不能给予消火栓足够的压力, 那么就不能保证人们对火势的控制。所以, 在消防水泵电气控制系统设计当中, 有一个重要的板块即是稳压系统。在不同的建筑实践当中, 很多工程采用稳压泵来达到对防火系统的稳压, 统称稳压泵的控制箱是自行安装在设备之上的, 从目前的情况来看, 稳压泵的主要功能还是得到了很大的发挥, 可以维持消火栓系统和喷淋系统的正常运作, 保证他们在工作状态下能够得到稳定的压力。

在消防系统当中, 起关键作用的是消火栓泵和喷淋泵, 那么只要保证这两个系统在工作的时候, 稳压设备也在工作状态就可以。所以, 稳压设备无需再另行安装启动开关, 它可以通过自动检测管道内部的压力信号来自行启动, 保证消火栓和喷淋泵在工作的时候, 它也处于工作状态即可。这种设计既便捷又安全。

4 消防水泵电气故障系统控制设计

消防水泵电气控制系统跟其它任何操作系统一样, 也会在运作当中出现这样或者那样的故障, 我们的要求是, 需要消防控制室及时得到设备故障的信息, 这就需要设备有一个良好的信息回传装置, 哪部分设备出现故障, 出现了怎样的故障, 要及时回传到消防控制室, 好让工作人员及时了解并修理。

但从目前状况来看, 由于技术的局限性, 电源断电等简单的故障信号在消防控制室可以得到现实, 但是其它复杂一些的信号却得不到信息, 无法显示。那么, 为了避免这一情况的发生, 更是为了避免没有及时发现而酿成大火, 对于消防水泵系统的故障检测应该得到充分重视, 很多地方还是通过人工重新排查一遍, 比如在消防控制室发出了启动信号, 却没有接收到任何回传信息的时候, 这说明水泵系统出现故障, 需要安排工作人员进行排查和检修。

5 结束语

总而言之, 消防水泵是建筑消防安全中的重要组成部分, 为了保证消防水泵能够正常、科学的运行, 必须要保证电气控制系统的设计完整性和科学性。因此, 在消防水泵的电气控制中, 设计人员应该依据建筑消防规范进行设计, 并依据建筑实际情况, 进行统筹规划设计, 避免不必要的问题出现。

参考文献

[1]中国建筑标准设计研究院.10D303-3常用水泵控制电路图[M].北京:中国计划出版社, 2010:19-22.

[2]GB25506-2010.消防控制室通用技术要求[S].

潜水泵的自动控制技术 第11篇

【关键词】供水；PLC；变频；供水压力；平稳

一.工艺概述

宁夏煤业集团灵武矿区水电分公司，位置位于宁东镇，主要负责宁东中心区的工业生产及该区域的日常生活用水，日最大供水能力为8000m3/h，为工业及生活用水公用管道，公司供水二级泵站采用泵站为半地下式，水泵为IS型单极双吸卧式离心泵，均采用PLC控制系统。实现管网压力供水的平稳，解决了实际操作困难

二.主要存在问题

近几年，随宁东镇工业的发展，及常驻人口的增加，日供水能力增大，供水管网压力波动大，造成PLC控制系统无法适应。

1、PLC控制原理

在现场控制层，现场各设备信号输入PLC的开关量输入模块（DI模块），PLC的CPU通过逻辑运算和数据转换成为控制信号，由开关量输出模块（DO模块）输出信号，控制各泵动作。另外通过超声波液位计对清水池的水位进行测量，并将所测的数据传输至PLC的模拟量输入模块（AI模块），PLC模拟量进入仪表控制室计算机转换为液位等信号，进行显示，操作工通过计算机对现场水泵出水阀门及其他阀门进行控制。

2、灵武矿区供水公司水泵站PLC控制

主要控制设备为四台IS型单极双吸卧式离心泵水泵，编号如上图依次编号。一台超声波液位计，用于测量实时清水池液位。

根据供水总管压力，通过PLC控制水泵自动启动，具体如下：水泵1#、2#、3#工频运行，综合管网压力设置仪表压力计（采用CY-YZ-1001型绝对传感器）。该传感器采用硅压阻效应原理实现压力测量的力-电转换。传感器由敏感芯体和信号调理电路组成，当压力作用于传感器时，敏感芯体内硅片上的惠斯登电桥的输出电压发生变化，信号调理电路将输出的电压信号作放大处理，同时进行温度补偿、非线性补偿，使传感器的电性能满足技术指标的要求。传感器的量程为0～2.5MPa，工作温度为5℃～60℃，输出电压为0～5V，作为反馈信号供给PLC。

PCL将信号转换成压力参数，传输至仪表控制计算机显示，操作人员根据管网反馈压力参数，对水泵出口电动蝶阀进行控制，实现管网压力的调整。

3、存在问题

由于日供水能力增大，供水管网压力波动大，造成PLC控制系统无法适应，主要表现：

（1）用户用水日变化明显，水泵启动频繁，原有PLC控制只能控制水泵的开启及停止，管网压力的调整的只能通过控制水泵出口电动阀门开度。

（2）水泵转速为满负荷运行，频繁压力的调整，及水泵开停，造成耗电量大，运行陈本高。

（3）管网压力波动大，压力波动频繁，操作工操作频繁，压力不平稳，造成管网爆管等事故发生，影响城市的供水。

三、技术改进

切合实际情况，对原有PLC控制系统进行技术改进。对水泵运行采用增设变频器恒压控制系统，在3#水泵装设一台PWM控制变频器变频器。实施方案如图所示：

通过增设变频器，实现水泵转速的变频控制，实现管网压力供水的平稳，解决了实际操作困难，变频器是把工频电源（50Hz或60Hz）变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备。变频器包括控制电路、整流电路、中间直流电路及逆变电路组成。其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路实现水泵转速的变频控制，实现管网压力供水的平稳，解决了实际操作困难。

四、总结

隨着工业的发展，城市供水量日变化、年变化越来越明显，原有的供水设计已经不能满足时代的脚步，主要表现在用水高峰期，水的供给量常常低于需求量，出现水压降低供不应求的现象；而在用水低峰期，水的供给量常常高于需求量，出现水压升高供过于求的情况，此时会造成能量的浪费，同时还有可能造成水管爆裂和用水设备的损坏。

同时传统调节供水压力的方式，多采用频繁启/停电机控制和水塔二次供水调节的方式，前者产生大量能耗的，而且对电网中其他负荷造成影响，设备不断启停会影响设备寿命；后者则需要大量的占地与投资。且由于是二次供水，不能保证供水质的安全与可靠性。

而采用PLC技术及变频调速式的运行方式，十稳定可靠，没有频繁的启动现象，启动方式为软启动，设备运行十分平稳，避免了电气、机械冲击，也没有水塔供水所带来的二次污染的危险。

参考文献

[1]《变频调速技术在恒压供水系统中的应用》

[2]荆绍莹. 水泵调速的节能效果和方案选择.给水排水[J].1991（2）：31-33

[3]颜锦文主编.水泵及水泵站.机械工业出版社，

[4]余孟尝.《模拟、数字及电力电子技术》（上、下）.机械工业出版社，1999

[5]赵长德.《工业用微型计算机》.机械工业出版社，2000

作者简介

关于对生活水泵的电气控制分析 第12篇

1.1 地下水池与天面水池都要设水位信号器, 由两处水位信号器控制水泵运行。当天面水池水位低于低水位时, 水泵起动, 当水位升到高水位时, 要关闭水泵。但水泵也要受地下水池水位的制约, 当地下水池水位低到最低水位时, 为了避免水泵空转运行, 此时不管天面水池水位如何, 都必须使水泵停车。地下水池的低水位不一定意味着水池无水, 有时为了保障消防用水, 地下水池要留有一定的消防用水量。

1.2 对水泵房的供电也要求可靠, 尽管末将生活水泵划归一级负荷, 但如发生暂时断水, 虽不致于发生人身伤亡事故或造成重大经济损失, 但将使正常生活或经营活动混乱。因此, 生活水泵的用电属于大厦的保证负荷, 在选择自备发电机容量及供电线路时, 应适当考虑生活水泵的供电。

1.3 由于水泵房环境条件较差, 地漏经常有泄漏或检修时散落的流水。因此当电气控制起动设备布置在水泵房时, 应远离水泵放置。如果采用落地式安装, 要用不小于300mm高的座墩垫起。

1.4 对于多台生活水泵, 应有水位信号指示、水泵电机运行指示及自动、手动控制的切换装置, 以及备用泵自动投入控制及指示, 当采用现场与遥控两种方式时, 机房应设解除遥控开关。采用遥控时, 为了防止突然起动造成检修人员人身伤亡事故的发生, 机旁宜设起动预警音响, 控制开关应是事故停电时能自动断开的开关, 如空气开关或接触器。

2 生活水泵的电气控制线路的工作原理分析

SA是万能转换开关, 万能转换开关的操作手柄一般是多档位的, 触点数量也较多。其触点的闭合或断开在电路中是采用展开图来表示, 即操作手柄的位置用虚线表示, 虚线上的黑圆点表示操作手柄转到此位置时, 该对触点闭合;如无黑圆点, 表示该对触点断开。转换开关触点闭合表如下表所示, 用“x”表示触头闭合, 无此标记表示触头断开。

2.1 自动控制

将转换开关SA转至“Z1”位, 其触点5-6/9-10/15-6 接通, 其他触头断开, 控制过程如下。

2.1.1 正常工作时的控制。若高位水箱为低水位, 干簧式水位信号器接点SL1 闭合, 回路1-3-5-2 接通, 水位继电器KA1 线圈得电并自锁, 其动合触头闭合, 1-7 点接通, 109-107 点接通, 209-207 点接通, 则回路101-109-107-104-102 接通, 使接触器KM1 线圈得电, KM1 主触头闭合, 使1 号泵电动机M1 启动运转。当高位水箱中的水位到达高水位时, 水位信号器SL2 动断触电断开, KA1 线圈失电, 其动合触头恢复断开, 109-107 点断开, KM1 线圈失电, KM1 主触头断开, 使1 号泵电动机M1 脱离电源停止工作。

2.1.2 备用泵自动投入控制。在故障状态下, 即使高位水箱的低水位信号发出, 水位继电器KA1 线圈得电, 其动合触头闭合, 但如果KM1 机械卡住触头不动作, 或电动机M1 运行中保护电气动作导致电动机停车, KM1 的动断触头复位闭合, 9-11 点接通, 所以回路1-7-9-11-13-2 接通, 警铃HA发出事故音响信号, 同时时间继电器KT线圈得电, 经预先整定的时间延时后, 备用继电器KA2 线圈通电, 其动合触头211-207 接通, 故回路201-211-207-204-202 接通, 使KM2 线圈通电, 其主触头闭合, 备用2 号泵M2 自动投入。由于线路对称性, 当万能转换开关SA手柄转至“Z2”位时, M2 为工作泵, M1 为备用泵, 其工作原理与SA位于“Z1”档类似。

2.2 手动控制。将转换开关SA转至“S”档, 其触点1-2、3-4 接通, 其它触头断开, 接通M1 和M2 泵手动控制电路, 这时, 水泵启停不受水位信号控制。当按下启动按钮SB1 或SB3, 使KM1 或KM2泵手动控制电路, 这时, 水泵启停不受水位信号控制。当按下启动按钮SB1 或SB3, 使KM1 或KM2 得电吸合并自锁, 可任意启动1 号泵M1 或2 号泵M2。此档主要用于调试。

2.3 信号显示。合上开关S, 绿色信号灯HL1 亮, 表示电源已接通, 水位控制信号回路投入工作, 电动机M1 启动时, 开泵红色信号灯HL3 亮;M2 启动时, 开泵红色信号灯HL4 亮;当备用泵投入时, 黄色事故信号灯HL2 亮。信号灯采用不同的颜色, 可以直观地区别电气控制系统的不同状态。

3 典型线路举例

例如有两台生活水泵, 一台工作, 一台备用, 高位水池水位低到一定程度开泵, 液面升到一定高度停泵, 地下水池水位到达危险程度时, 不论高位水池水位如何, 都不允许开泵, 信号灯既表示电机运行状态, 也可间接知道波面大致范围。水位信号器有水银浮球开关、干簧水位信号器及电子水位信号器等。水银浮球开关靠机械动作使水做接点断开或接通, 容易产生故障, 干簧水位信号器靠近磁铁的浮球沿垂直的管子随水位上下移动, 管子里有干簧开关, 因浮球电的磁铁移动而使触头接通或断开。

目前, 利用自来水导电作用彻成的电子式水位信号器得到越来越广泛的使用。因为电极导电时, 会受到腐蚀, 因此, 水位信号器都采用不锈钢电极, 并有供调节陡皮或者供加长用的螺丝接头。控制部分的电子元件采用组件式, 当电子线路故障时, 可用整个备用组件更换。

一般大厦地下室或地下水泵房等地方, 常设有排除污水的污水泵。这是因为下水道比地下室的标向高, 水不能自流排走, 必须挖集水井, 把地下室各处污水导入集水井里, 集水井装有潜水泵, 用潜水泵把污水抽进下水道排走。其控制原理与地下贮水池相似。 (图1)

摘要：对高层建筑来说, 由于建筑高度高, 自来水厂的水压不能直接为大厦的中层及高层部分提供用水, 所以一般采用自来水先流入大厦地下或低层贮水池, 再用水泵把水输送至大厦高层或天面贮水池, 由天面水池下部的输水箱子接到大厦各用水节位。为了节约能源, 有的大厦低层部分由自来水直接供水, 自来水压达不到的部分由天面水池供水。对于超高层建筑, 由于受水泵杨程限制, 需要采用接入泵及水箱。

关键词：生活水泵,电气控制,分析

参考文献

[1]李延伟.谈电气控制系统电动机的保护环节[J].民营科技, 2012 (4) .