集水井排水泵自動(dòng)控制回路改造.doc

集水井排水泵自動(dòng)控制回路改造摘要：本文介紹集水井排水泵新自動(dòng)控制回路，新集水井排水泵自動(dòng)控制回路有針對(duì)性地選擇使用元器件，使舊集水井久而未決的問(wèn)題得到解決。關(guān)鍵詞：水位傳感器，監(jiān)控系統(tǒng)，流程圖，WP-80液位控制儀1 引言集水井位于大壩底層尾水位以下，是收集水輪機(jī)頂蓋漏水、水輪機(jī)層生產(chǎn)或生活漏水、尾水人孔漏水、大壩滲漏水等，然后通過(guò)高揚(yáng)程排水泵將集水井收集的水排到尾水下游。集水井排水泵的自動(dòng)控制回路是水電廠眾多自動(dòng)控制中的重要控制回路之一，它的安全可靠運(yùn)行是水電廠安全運(yùn)行的重要一環(huán)。2 集水井排水泵舊自動(dòng)控制回路存在問(wèn)題集水井排水泵舊自動(dòng)控制回路主要由水位電極、水位繼電器、交流接觸器、中間繼電器、盤(pán)面指示燈、沖擊繼電器、電鈴等組成。工作原理是水位繼電器將交流220V降壓整流成直流50V電源接到水位電極的兩極，當(dāng)水將自動(dòng)電極浸沒(méi)時(shí)，水將電極導(dǎo)通，水位繼電器動(dòng)作，接通水泵交流接觸器控制回路，水泵運(yùn)轉(zhuǎn)抽水，當(dāng)水位降落到返回電極以下時(shí)，返回水位繼電器失電復(fù)歸，切斷水泵交流接觸器控制回路，停止水泵。由于這些元器件的運(yùn)行環(huán)境、特性等，在運(yùn)行過(guò)程中存在以下問(wèn)題：（一）因?yàn)樗浑姌O一直帶電，所以集水井也是帶電的；（二）水位電極通過(guò)水道通，這樣會(huì)發(fā)生電解化學(xué)反應(yīng)，腐蝕電極和連接電極的導(dǎo)線，導(dǎo)線經(jīng)常被腐蝕斷，造成誤動(dòng)或不動(dòng)；（三）水位繼電器內(nèi)部接點(diǎn)容量不足，接點(diǎn)粘連時(shí)有發(fā)生，造成水泵抽水不會(huì)停，或頻繁啟動(dòng)水泵；（四）報(bào)警采用信號(hào)燈和沖擊繼電器、電鈴，因?yàn)殡x中控室較遠(yuǎn)，信號(hào)不容易被發(fā)現(xiàn)，雖然經(jīng)改造將信號(hào)引至監(jiān)控系統(tǒng)，但信號(hào)不全，不能滿(mǎn)足安全和少人值守的要求；（五）中間繼電器使用380V電源，通現(xiàn)在采用弱電控制的發(fā)展趨勢(shì)不符，也不安全；（六）由于以上問(wèn)題，維護(hù)人員的維護(hù)工作量增大。曾經(jīng)有一次，連接水位電極的公共線被腐蝕斷，因?yàn)闆](méi)有公共線，造成水泵不會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，信號(hào)也沒(méi)有反映出電極的公共線斷了。幸虧巡檢人員發(fā)現(xiàn)及時(shí)，馬上手動(dòng)啟動(dòng)水泵抽水，才避免了水淹廠房事故。為了適應(yīng)無(wú)人值班（少人值守）的要求，針對(duì)集水井排水泵自動(dòng)控制回路進(jìn)行改造。3 集水井排水泵新自動(dòng)控制回路為了使集水井自動(dòng)控制回路有更高的安全性、可靠性，測(cè)量回路采用先進(jìn)的壓力傳感器；控制采用兩路獨(dú)立的控制方式，一是監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)控制方式；二是常規(guī)自動(dòng)控制方式。3.1 測(cè)量回路測(cè)量回路采用進(jìn)口的森納士（SENEX）壓力工具有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為DS1300-QS潛水性壓力傳感器。該傳感器量程04米，工作電壓936VDC，輸出4-20mA，誤差不超過(guò)0.5% 。該傳感器具有防潮、防揭露、防滲漏功能，全不銹鋼焊接結(jié)構(gòu)，堅(jiān)固不腐蝕。全封閉電路，具有三高一強(qiáng)特點(diǎn)：高性能、高穩(wěn)定性、高靈敏度，抗干擾能力強(qiáng)，且電源與周?chē)h(huán)境絕緣，絕緣大于1000M；體積小、接線簡(jiǎn)單，只需要接兩根線（兩線制傳感器），導(dǎo)線采用耐腐蝕電纜，非常適合集水井這個(gè)惡劣環(huán)境。使用這種潛水型壓力傳感器代替使用電極測(cè)量水位的方式，解決了集水井帶電和電極電化腐蝕問(wèn)題。3.2 水泵自動(dòng)控制回路3.2.1監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)控制方式（LCU控制方式）3.2.1.1核心部件及自動(dòng)回路動(dòng)作過(guò)程核心部件使用南瑞上位機(jī)和SJ-600智能市分布式現(xiàn)地控制裝置。上位機(jī)實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話(huà)，SJ-600實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)、開(kāi)入信號(hào)的采集處理并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，再通過(guò)以太網(wǎng)（光纖）與上位機(jī)通訊，將各種模擬量信號(hào)、控制信息、報(bào)警等傳到上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方監(jiān)視、控制。SJ-600主要由MB1000系列模件和主控單元（CCU）模件、電源單元以及開(kāi)出繼電器組成。MB1000系列模件與主控模件通過(guò)CAN網(wǎng)相連組成LCU。SJ-600模件性能指標(biāo)高、是適用范圍廣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于安裝，免調(diào)試維護(hù)；總線及I/O支持帶電拔插，光電隔離，全封閉設(shè)計(jì)，防塵、防靜電、放電磁干擾。本單元采用交直流雙供電，經(jīng)電源單元整流24VDC、5VDC電源供電。在總電源消失后，再來(lái)電時(shí)系統(tǒng)自啟動(dòng)恢復(fù)工作，無(wú)須人員參與裝置本身的恢復(fù)工作。SJ-600能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、處理及自動(dòng)控制功能，并有很強(qiáng)的通訊功能，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程登錄修改數(shù)據(jù)庫(kù)，完全能滿(mǎn)足水電站輔助設(shè)備自動(dòng)控制、監(jiān)測(cè)和少人值守的要求。使用它，接線、組態(tài)簡(jiǎn)單。將壓力傳感器的兩根線分別接到SJ-600的模擬量輸入應(yīng)端子，則MB1040模擬量采集模件自動(dòng)采集信號(hào)并加以處理，以及開(kāi)關(guān)量輸入模件采集的信號(hào)經(jīng)CAN網(wǎng)傳至主控單元，主控單元按照組態(tài)的數(shù)據(jù)庫(kù)啟動(dòng)源啟動(dòng)順序流程，開(kāi)出模件MB1030接通（斷開(kāi)）開(kāi)出繼電器電源，開(kāi)出繼電器接通（斷開(kāi)）水泵控制回路，由此實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。主控模件將各模件傳來(lái)的各種信息打包傳給上位機(jī)，主機(jī)向各操作員站廣播，在登錄窗口、一覽表登錄報(bào)警信息，在相應(yīng)畫(huà)面顯示水位情況，以及接受操作終端發(fā)來(lái)的控制信號(hào)。如圖1（設(shè)備連接框圖）：圖1模擬量水位信號(hào)DC24V開(kāi)入信號(hào)上位機(jī)主機(jī)操作員站CCUMB1040MB1030MB1020DC24V開(kāi)出LCU（SJ-600）3.2.1.2順控流程圖SJ-600使用順控流程圖來(lái)組態(tài)各個(gè)順序控制程序。順控流程圖是用規(guī)定的圖形來(lái)描述一個(gè)順序控制過(guò)程，只要用流程圖組態(tài)出一個(gè)控制全過(guò)程，那么相應(yīng)的控制程序已完成。流程圖直觀，便于修改，易于接受。只要在流程圖中引用SJ-600數(shù)據(jù)庫(kù)中不同測(cè)點(diǎn)信號(hào)，比如自動(dòng)位置、備用位置、遠(yuǎn)方、就地、熱繼電器動(dòng)作、接觸器動(dòng)作等開(kāi)關(guān)量信號(hào)，以及水位、電流等模擬量信號(hào)，就可以任意組合出所需要的設(shè)備動(dòng)作的順序控制。在流程圖中還可以增加所需要的報(bào)警信號(hào)。只要流程圖組態(tài)好，數(shù)據(jù)庫(kù)定義好啟動(dòng)源，則到啟動(dòng)條件，自動(dòng)按流程圖一步一步地執(zhí)行。如圖2（#1排水泵流程控制簡(jiǎn)圖）：#1排水泵工作圖2NNYBYNY開(kāi)始設(shè)定時(shí)器11800，LOOP報(bào)警：進(jìn)入集水井排水泵自動(dòng)啟動(dòng)流程水位0.4米置本控制忙投順控使能啟動(dòng)#1排水泵報(bào)警：#1排水泵啟動(dòng)工作B復(fù)歸#1派水泵開(kāi)出復(fù)歸本控制忙復(fù)歸順控使能清定時(shí)器1流程不忙結(jié)束報(bào)警：#1排水泵未啟動(dòng)，請(qǐng)檢查報(bào)警：水位降不下，請(qǐng)檢查3.2.2常規(guī)水泵自動(dòng)控制回路核心控制部件采用進(jìn)口的高可靠性的WP-80測(cè)量顯示控制儀。該控制儀采用先進(jìn)的微處理器進(jìn)行智能控制，可對(duì)液位的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行顯示控制，并能對(duì)各種非線性輸入信號(hào)進(jìn)行高精度的線性校正，可以修正因?yàn)樗徊▌?dòng)帶來(lái)的偏差，輸入輸出回路采用光電隔離，具有良好的抗干擾能力，輸入信號(hào)為二線制4-20mA，輸出信號(hào)為開(kāi)關(guān)量ON/OFF帶回差，可以選擇上限、下限、或上上限、下下限控制或報(bào)警輸出，而且可以自由設(shè)定。本裝置采用卡入式結(jié)構(gòu)，體積小，只有160Cmm*80mm*115mm，安裝接線方便。設(shè)置簡(jiǎn)單，只要設(shè)定兩路輸出的上限和回差，就可以實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)足水泵的自動(dòng)/備用啟停。開(kāi)出接點(diǎn)為DC24V/6A，實(shí)現(xiàn)弱電控制；具有高亮度LED數(shù)碼顯示，可以顯示水位情況，可達(dá)毫米。本裝置同樣具有來(lái)電系統(tǒng)自恢復(fù)工作功能，無(wú)須人員參與本裝置恢復(fù)工作。如圖3（液位控制儀背面接線圖）：11521631741851962072122 823 924102511261227132814DC24V4-20mAAC220V圖34 結(jié)束語(yǔ)集水井水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)改造，將傳統(tǒng)的繼電器邏輯控制改為微機(jī)智能化、順序控制，能可靠地自動(dòng)完成各種工況的控制和信息處理、傳遞；適應(yīng)時(shí)代要求，將強(qiáng)電控制改為DC24弱電控制；采用監(jiān)控系統(tǒng)控制和WP-80測(cè)量顯示控制儀控制，實(shí)現(xiàn)互為備用，提高可靠性；而且新控制回路