水泵控制

关键词：

水泵控制（精选十篇）

水泵控制 篇1

一、变频器控制的基本原理

变频器主要由控制电路、整流电路、滤波电路、逆变电路、制动单元、驱动单元和检测单元等组成。其中控制电路完成对主电路的输入控制, 当系统与三相交流电源接通后, 整流电路将交流电变换成直流电, 产生脉动的直流电压。直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波, 使脉动的直流电压变得更加稳定, 逆变电路再将直流电逆变成交流电, 将固定的直流电压变换成可变电压和频率的交流电压。操作控制电路的功能是利用信号来开关逆变器的半导体器件, 为变频器提供各种控制信号并且监视变频器的工作状态, 起到保护作用。变频器可以把50 Hz的工频电源变换成各种频率的交流电源, 使得其所控制的交流异步电动机的运行曲线平行下移, 使电机以较小的启动电流, 获得较大的启动转矩, 就是说变频器可以平稳地启动重载负荷, 自如地实现电机的变速运行, 而不至于对电网产生较大冲击。

二、变频器的理论依据

三相异步电动机的转速公式是:N=60f/p (1-s)

式中:N为转速;f为电源频率;p为极对数;s为转差率。

频率与转速成正比, 频率降低则转速就会变小。但调速后为保证电机的转矩, 我们将以恒转矩控制原理来控制电机, 以实现电机能够正常地启动和运行。

由法拉第电磁感应定律, E=-n×dΦ/dt

式中:E为磁动势;Φmax为磁通量最大值;f为电源频率;N为线圈匝数;k为常数。

磁动势的标准定义是电流流过导体所产生磁通量的势力, 是用来度量磁场或电磁场的一种量。它被描述为线圈所能产生磁通量的势力, 这样就能够用它来衡量或预见通电线圈实际能够激发磁通量的势力。当电动机调速时, 希望能够保持每极的磁通量Φm为额定值, 这是因为磁通太弱, 铁芯没有得到充分利用, 是一种浪费。同样的转子电流下, 电磁转矩小, 电机负载能力下降。磁通太强, 则铁芯处于过励磁饱和状态, 严重时会因绕组过热损坏电机。变频器调压、调频、调速就是要尽量达到E/f为恒定值, 以达到保持主磁通Φm不变。但是, 绕组感应电动势难以控制, 当电动势较高时, 常常忽略定子绕组的漏磁阻抗压降, 使定子相电压U与E近似相等。故得出近似等式:Φmax=k×U/f, 使U/f为常值, 以达到恒压频比控制电机的理想效果。

三、变频器的参数设置

变频器功能参数很多, 在变频器运行前, 多数只要采用出厂设定值即可, 但有些参数要根据实际进行设定和调试, 以便更好地带动电机工作。

1. 最高频率。

变频器在超过50 Hz时的高频运行状态下, 电动机的承受能力将会受到影响, 对普通电机来说, 其轴承和转子都将受到威胁, 所以一般设为50 Hz为宜。

2. 载波频率。

变频器的载波频率会对功率模块损耗和输出二次电流的波形产生影响。载波频率提高, 功率损耗增大, 功率模块发热增加, 对变频器不利。但是当载波频率高时, 电流正弦波形平滑, 谐波小、干扰小、噪音低。一般电动机功率越大, 载波频率选取越小。但当变频器控制柜距离电机较远, 会增加线间的分布电容, 此时载波频率越高, 漏电流就越大。所以, 当电缆超过50米时应当将载波频率设为最低。

3. 加减速时间设置。

加速与减速时间就是输出频率从0上升到最大频率和从最大频率下降到0所需时间。加速时间设定通过起、停电动机观察有无过流、过压报警, 以不发生报警为原则将加减速设定时间逐渐缩短。在电动机加速时须限制频率设定的上升率以防止过流, 减速时则限制下降率以防止过压。

4. 转矩矢量控制。

转矩矢量控制是基于异步电动机与直流电动机转矩产生机理相同理论, 得到交流电机与直流电机相同的控制性能。基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量, 根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制, 矢量控制方式就是将定子电流分解成规定的磁场电流和转矩电流, 分别进行控制, 同时将两者合成后的定子电流输出给电动机, 从而达到控制异步电动机转矩的目的。

四、变频控制技术在水泵上的应用

水泵控制 篇2

---湖南利圣德节能科技有限公司

“LPC-泵控技术”采用先进的节能控制技术,使用V/F变频节能控制方式，可实现水泵电机的高效率运行、根据负载情况，自动优化，实现节能运行。“LPC-泵控技术”变频恒压型水泵控制器能快速稳定的自动观测用水使用情况，根据用户用水情况自动调节运行方式和输出频率，水泵运行在变频控制方式，电机冲击电流几乎为零。高效节能,节能达到30%以上。

“LPC-泵控技术”变频恒压型水泵智能控制器变频调速技术的基本原理是根据水泵电机转速与工作电源输入频率成正比的关系：n =60 f(1-s)/p，(式中 n、f、s、p 分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数)由流体力学可知，水泵流量 Q 与转速的一次方成正比，压力 H 与转速的平方成正比，轴功率 P 与转速的立方成正比，即 Q∝n，H∝n2，P∝n3 当流量减少，水泵转速下降时，其功率下降很多。例如水泵流量下降到 80%，转速也下降到 80%时，则轴功率下降到额定功率的 51%;如流量量下降到 50%，功率 P 可下降到额定功率的 13%，当然由于实际工况的影响，节能的实际值不会有这么明显，即使这样，水泵节能的效果也是十分明显的。因此在水泵的机械设备中，采用“LPC-泵控技术”变频恒压型水泵智能控制保护器来调节流量，在节能上是一个最有效的方法。水泵电机转速与LPC节能率的关系表频率 f(Hz)转速 N% 流量 Q% 压力 H% 轴功率 P% 节电率 根据“LPC-泵控技术”变频恒压型水泵控制器上述原理可知改变水泵的转速就可改变水泵的功率。

PLC在水泵组控制中的应用 篇3

关键词：PLC；水泵

0 引言

工业制造过程中，随着人力成本及能源成本的提升，设备运行的自动化越来越成为一种趋势。本文针对工业生产中小型独立泵组系统进行的自动化控制。

PLC（ Programmable Logic Controller），中文名：可编程序逻辑控制器，诞生于1969年，是微机技术与继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的新型控制器，是一种专为工业环境下应用而设计的以微处理器为核心的用作数字控制的专用计算机。触摸屏：是一种最新的电脑输入设备，是最简单、方便、自然的人机交互设备。使用者只要用手指轻轻地碰计算机显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作。

1 系统组成

1.1 水系统

水系统设备组成：水泵22KW 3台；冷却塔 5.5KW 3台；热水池40 m?1个

水系统结构如图1所示。

图1 水系统结构

水系统的工作原理：⑴热水池收集了用于其他冷却其它设备的自来水；⑵当水池的水温超过一定温度时，开启水泵和相应的水塔进行降温处理，使水池内水温降低到使用要求的范围。

1.2控制系统

控制系统设备组成：西门子PLC 型号：224XP 1台；

西门子s7-200扩展模块EM221 1台

触摸屏 1台

温度变送器 1个

控制电箱 1台

控制系统硬件点位如表1所示。

I0.01#冷却水泵运行状态AIW0冷却水供水温度

I0.11#冷却水泵故障状态Q0.01#冷却水泵启停控制

I0.21#冷却水泵手自动状态Q0.12#冷却水泵启停控制

I0.32#冷却水泵运行状态Q0.23#冷却水泵启停控制

I0.42#冷却水泵故障状态Q0.31#冷却塔启停控制

I0.52#冷却水泵手自动状态Q0.42#冷却塔启停控制

I0.63#冷却水泵运行状态Q0.53#冷却塔启停控制

I0.73#冷却水泵故障状态

I1.03#冷却水泵手自动状态

I1.11#冷却塔运行状态

I1.21#冷却塔故障状态

I1.31#冷却塔手自动状态

I1.42#冷却塔运行状态

I1.52#冷却塔故障状态

I2.02#冷却塔手自动状态

I2.13#冷却塔运行状态

I2.23#冷却塔故障状态

I2.33#冷却塔手自动状态

表1 控制系统硬件点位表

2.程序编写及系统功能的实现

2.1系统工作原理：

2.1.1控制系统能够根据水池的温度自动控制水泵的运行数量。系统中预设三个温度设定值 T1、T2、T3，并实时采集水池的水温T，再将采集到水温与预设的温度值进行比较。当T

2.1.2为了增强控制系统运行的稳定性和达到实时监控系统中每台设备运行状况的目的。本系统中PLC输入点位中设置了每台水泵和每台水塔电机的运行状态和运行故障点，当系统运行过程中，默认启动的水泵或者是水塔出现故障时，系统会自动停止运行出现故障的水泵和与之对应水塔，并且立即切换到没有出现故障的水泵和与之相对象水塔运行。

2.1.3由于水泵、水塔的电机启动电流Is = 8～10In，为了防止当需要多台水泵运行的情况下，同时启动对电网造成的巨大冲击。系统中定义了每台水泵、水塔的启动限制条件，当只有收到前一台水泵运行的状态，并在前一台水泵运行时长超过一定值时才能开启下一台水泵的运行。

2.1.4系统中配置了触摸屏，实时显示水温和水泵、水塔的运行情况，可控制整个系统的启停及在线实时修改水温设定值。

2.1.5在水泵、水塔的主电路控制回路中，设置了手自动转换功能，当自动系统出现故障，或者是设备检修的情况时，操作人员可以方便的手动启动任何一台水泵和水塔。

2.2系统程序设计：

水泵控制流程如图2所示：

图2 水泵控制流程图

2.3触摸屏画面组态

此触摸屏包含4个组态画面：主界面、温度设定画面、温度曲线查询画面和系统设定画面。

系统中显示的主界面，即为水泵和水塔运行的画面。此画面包括的内容：①各个水泵的运行状态；②各个水塔的运行状态；③冷水池的实时水温显示值；④整个系统的启动/停止控制按钮。

温度设定值画面包括的内容：①冷水池的实时水温显示值；②各个温度设定值的数字输入框。

温度曲线查询画面包括的内容：冷水池温度值的历史曲线。

系统设定画面包括的内容：①触摸屏校正按钮；②系统时间设定按钮；③背光关闭时间设定按钮；④蜂鸣器静音设定按钮。

3.系统所具有的优点

3.1能够自动控制水泵的启停控制，实现无人值守。

3.2节约能源，根据对实时水温的监控，合理的开启需求水泵的数量，避免了多开和长期不必要开启水泵造成的电能浪费。

3.3配合触摸屏的使用，使操作更为直观和方便，并且能够实时监控各个水泵的运行状况和水温的情况；添加了历史数据的查询并形成直观的曲线，方便查询设备历史的运行状况；由于触摸屏的使用，使得现场操作人员更为容易的根据实际情况，修改各个阶段的温度设定值，使得系统的灵活使用性大大增强。

3.4合理设置了电机启动保护程序，将水泵系统运行过程中对电网的冲击减小到最小，有利于整个用电系统的稳定和安全。

3.5系统小巧灵活，易于扩展，造价低。

4.结束语

本文介绍的水泵控制系统，通过引入PLC和触摸屏技术，将传统水泵控制，完全依靠人工操作实现的情况进行了改进，此套技术不仅能适用于水泵系统，同样也适合用于其他类似独立系统的控制应用中。由于具有多方面的优势，相信此套系统会越来越广泛的应用生产生活中的各个领域。

参考文献：

[1]吴学全.高美凤，基于MCGS和PLC的混凝土自动配料控制系统，《计算机与现代化》，2011年12期

[2]戴亮，PC-PLC控制系统设计，《华东师范大学》，2011年

[3]任凤娟.基于西门子PLC的实验室网络控制系统的研究.《西华大学》，2009年

[4]乔东凯.PLC和变频器在电厂控制系统中的应用.《煤矿机械》，2009年02期

[5]徐如敬.PLC和变频器在中央空调系统中的节能作用.《电气技术》，2009年01期

水泵控制 篇4

本文是在大量实践操作经验基础上, 通过理论与试验相结合的手段, 对抽水蓄能电站机组水泵调相工况转水泵工况调试过程进行全面细致的分析和提炼总结, 并在此基础上优化了监控系统的相关控制流程, 最终使控制流程达到最优。

1 水泵调相工况转水泵工况的过程分析

水泵调相工况转水泵工况是抽水蓄能机组一种常见的工况转换过程。抽水蓄能机组必须被SFC或拖动机组从静止状态拖动至水泵调相工况后才能继而转换至水泵工况。因此水泵调相工况转水泵工况是机组转轮由在空气中转动变为在水中转动, 并带满负荷抽水的过渡过程, 其中关键问题是机组排气回水的过程与主进水阀、水泵水轮机导叶的打开时间以及励磁和调速器等分系统工作模式转换的配合[3]。

机组在水泵调相工况时, 主进水阀、导叶处于全关状态, 尾水水位被高压压缩空气压至水泵水轮机转轮以下, 转轮在空气中向水泵方向旋转。当工况转换开始以后, 机组监控系统首先调用排气回水流程, 停止向转轮内充入压缩空气, 关闭充气阀和补气阀, 然后关闭蜗壳平衡阀。在上述过程完成后打开排气阀, 使转轮内的空气排出, 尾水锥管内的水位逐渐上升, 当水位上升至与转轮相接触后, 机组便进入造压阶段。当造压至满足抽水工况条件时, 打开导叶, 水泵水轮机将下库来水泵至上库, 机组转至水泵工况运行[4]。

2 调试过程问题分析

如上所述, 抽水蓄能电站水泵调相工况转水泵工况的初始流程设计中“停止充气压水”和“调用排气回水”两步分别对充气压水和排气回水两个子流程进行操作, 在此工况转换过程中主要用到的排气回水子流程。

在现场试验过程中, 排气回水子流程被开始调用后便按初始设计顺序执行, 对充气、排气执行过程中的相关设备进行操作, 并在各设备正确动作后将“排气回水成功”状态变量返回给主流程。排气回水初始流程中考虑造压阶段的机组特性, 造压成功判据设定为机组有功功率小于-40MW或转轮与导叶之间的压力大于25Bar。但在试验过程中, 排气阀打开瞬间, 转轮与导叶之间的压力迅速上升至33Bar, 造压成功条件满足, 子流程延时10s后关闭排气阀, 并向主流程发送“排气回水成功”状态变量。主流程收到“排气回水成功”标志以后打开主进水阀, 并在开度达到40%时打开水泵水轮机导叶。但导叶打开后, 机组负功率没有明显增大, 且上位机功率显示及转轮以下磁翻板水位计均出现水位大幅波动现象, 机组振动显著增大, 工况转换失败。

工况转换失败的原因是排气进水子流程中造压条件不正确, 排气过程时间过短, 在排气回水试验中机组正常的排气时间大约需要60s, 本次试验中排气时间明显不足, 而造压成功时造压功率仅为-21MW。主进水阀和导叶打开以后, 由于排气阀提前关闭, 大量气体无法顺利排出, 造成气混水现象, 致使功率、水位及压力表现的极为不稳定, 图中转轮与导叶之间压力、转轮与顶盖之间压力以及转轮以下水位等曲线均出现剧烈波动。由于转轮在气水混合物中转动, 与水接触不充分, 水泵水轮机无法将水泵至上库, 负功率曲线也始终没有增大至水泵满负荷的趋势, 工况转换失败。

3 程序优化

由上述分析可知, 排气进水子流程中造压成功条件去除了压力判断, 只保留功率小于-40MW条件。另外为缩短流程时间, 加快排气过程, 考虑到主进水阀打开过程需要的过渡时间, 在主流程中将主进水阀打开时间提前, 增加充气阀、补气阀、平衡阀的位置判断, 达到全关位置后便开启主进水阀, 使主进水阀的开启与排气回水过程同时进行。

迷宫环冷却水阀现场设计为电动阀, 打开关闭执行时间较长。迷宫环冷却水阀打开是调相压水的必要条件, 但排气回水时, 因为管路安装有逆止阀, 其关闭位置信号不必作为排气回水成功的必要条件, 检查到其收到控制命后开始关闭, 不在全开位即可。修改后的排气回水子流程如图1所示。

程序修改后重新进行试验, 各参数曲线如图2所示, 图中转轮与导叶之间压力、转轮与顶盖之间压力以及转轮以下水位等曲线趋势变化平稳, 导叶打开后负功率增大至-306MW, 工况转换时间较之以前也明显缩短, 工况转换成功。

4 结语

根据抽水蓄能机组水泵调相工况转水泵工况的实际试验情况, 对出现的问题和现象进行了分析研究, 并进行了科学实用的优化改进, 优化后的监控系统流程解决了调试过程中遇到的问题, 很好的满足了机组控制要求, 完成了工况转换过程。

摘要：水泵调相工况转水泵工况是抽水蓄能电站重要而常见的工况转换, 本文介绍了在抽水蓄能电站该过程调试中遇到的问题, 并对其进行分析, 在此基础上优化了控制流程, 满足了机组控制要求。

关键词：抽水蓄能电站,工况转换,控制流程

参考文献

[1]陆佑楣, 潘家铮.抽水蓄能电站[M].北京:水利电力出版杜, 1992.

[2]彭煜民.抽水蓄能机组工况转换与顺序控制[J].水电站机电技术, 2007, 30 (1) :4~15.

[3]杜晨辉, 杨洁, 万麟, 王惠民, 姜海军, 等.辽宁蒲石河抽水蓄能电站监控系统LCU回路设计[J].水电自动化与大坝监测, 2011, 35 (3) :12~16.

[4]姜海军, 靳祥林, 汪军, 何云, 王惠民, 等.辽宁蒲石河抽水蓄能电站计算机监控系统设计[J].水电自动化与大坝监测, 2009, 33 (1) :10~14.

水泵控制 篇5

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0→Ust与Ust→Ue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。

水泵控制 篇6

【关键词】监测监控；控制；水泵

引言

半罗山煤矿305采区标高+70m至-80m，垂高150m，正常涌水2m3/h，排水系统还未完善，在-80m水平设置一个临时水仓，水仓容量150m3，采区涌水流至-80m临时水仓，通过一台DF12-50×5小型水泵抽至+70m主排水沟，水泵由QBZ2-80型启动器控制。目前，-80m水平无施工，无人观察水仓蓄水情况，矿井需派人抽水，浪费人工。针对这一情况，可利用监测监控系统KJ90-F8型分站2个接口控制水泵。一个接口接DY2-96K型全自动液位器，用于监测水仓水位情况；另一个接口QBZ2-80启动器远控1#、9#接线端，用于控制启动器的线圈吸合、断电，从而控制水泵的启动、停止。

1. 工作原理

1.1工作原理

远程控制装置主要由监控主机、系统线路、KJ90监控分站、控制线路、DY2-96K型全自动数字液位器、浮球和QBZ2-80型启动器等七部分组成。利用监测监控系统分站K3、K8通道接口的“断开”、“接通”命令，控制水泵的启动和停止。K8模拟通道接口接DY2-96K型全自动液位器，提取水仓水位数字信号，然后数字信号通过监测监控系统传送到监控主机，水仓水位以数字的形式（如：1m）显示在监控中心屏幕上；K3通道接口接启动器远控1#、9#接线柱，当水位高于0.8m以上时，调度值班室人员点击安全监控系统操作对应的分站“接通”，K3接口常开点闭合，KA1线圈得电，KA1-1常开点闭合，QBZ2-80启动器起动，水泵开始工作。当水位在0.2m时，操作对应的分站接口“断开”，断开K3接口，KA1线圈断电，KA1-1断开，启动器断电，水泵停止工作；另外在低水位调度人员忘记停止水泵时，因水位下降浮球下浮的拉力断开常闭点，启动器断电，水泵停止工作。

1.2电气原理

1.2电气原理

1.3接线安装

1.3接线安装

1.3.1 首先选择就近的有接口未使用KJ90型监测监控分站，控制装置前方线路利用矿井监测监控系统主线路，后方线路采用MHYVP-1×4型四芯煤矿专用监控电缆，在水泵附件采用2条两芯同型号监控电缆分别引至启动器远控接线柱1#、9#和液位传感器。一是作为控制水泵，二是接通液位传感器，把水位数字信号传输到监测监控系统。

1.3.2 要在启动器1#或9#线上人为的设置一个常闭接点，常闭接点的断开、闭合由浮球控制，避免抽水时调度值班人员忘记关闭或者在低水位时启动水泵，导致水泵烧损。

2. 操作方法

2.1启动水泵操作方法

2.2停止水泵操作方法

当水抽到低水位时，停止水泵的操作方法：点击安装分站号007（控制305采区）→点击快速多控下方2和3→点击取消手控→点击控制执行。

3. 应用效果

井口安全监控中心悬挂有监测监控系统远程控制水泵操作流程图。当矿井监测监控系统监测到水仓蓄水在高水位时，需要启动水泵抽水时，井口调度值班人员及时启动水泵。当水仓蓄水在低水位时，一是调度值班人员及时停止水泵，二是上水仓浮球下浮，断开启动器控制回路，停止水泵。

3.1 优点

3.1.1 在地面调度室就可知道水仓蓄水情况。

3.1.2 随时可启动水泵抽水，无需派人工专门抽水。

3.1.3 安装投入资金少，只需购买数字液位传感器。

3.2缺点

3.2.1启动水泵后无法监测水泵是否上水，条件允许可安装一个摄像头观察水泵压力，得知水泵上水情况。

4 .结束语

水泵控制的一点改进 篇7

为了保证学生宿舍供水，学校引进了一台潜水泵和一个压力罐。安装之初，问题着实出现了不少，经常导致供水的中断，不能满足宿舍用水的需要。在充分考虑使用要求及控制成本的前提下，对控制线路做了一点改进，效果明显。本文主要从两个方面分析和阐述了原装置在电路控制方面存在的不足及对应的改进措施，并详细剖析了该控制电路改进的思路及实施过程，从而以实例的形式说明书本上的电路知识是怎样在现实生活中活学活用的。

1 原装置电路存在的主要不足

如图1所示，原供水系统是由一个控制器、一个压力罐(供水器)和一个潜水泵组成，控制器根据压力罐内压力大小来控制潜水泵点电机的开关，从而使压力罐内保持一定的水压，罐内水压的大小可由罐体上方的压力表读出。

原水泵控制系统的不足主要体现在1供水时间不能自动控制，上课时间无需供水，要专人负责到现场关水泵，用水时间还要专门开闸送水。2)罐内继电器根据水压大小发出开关信号，这个开关信号再送进控制器控制潜水泵电机的开关。但是由于潜水泵电机的功率较大，经常导致水泵控制器烧坏。另外控制器集成度较高，维修不方便，如果烧坏则需更换控制器，使宿舍长时间停止供水，并造成较大的经济损失。

2 控制电路改进过程

改进后的控制电路如图2所示。

在图2所示的电路中FU为熔断器，QS为空气开关，KT为定时开关，KP为压力继电器，KM为交流接触器，FR为热继电器。

为了解决控制器烧坏的问题，通过元件损坏情况及对工作电流的测量，我发现控制器的烧坏就是由于潜水泵工作时流过控制器的电流过大引起的。为此，在电路中接入了热继电器和熔断器进行过流和短路保护，虽然这些装置确实在一定程度上保护了控制器，但由于工作电流过大的问题没有根本解决，热继电器频繁动作，水泵仍然不能持续可靠供水。

基于对电流控制的考虑，使用交流接触器来增大电流容量，将交流接触器的主触点中的两个串在电机主电路中来给潜水泵的单相电动机供电，从而有效避免了控制器电流过大的问题。在控制线路中串入交流接触器的线圈，只要能按要求控制接触器线圈的电流通断就可以实现对主线路中潜水泵电动机的控制。由于在原设备中潜水泵电机的启动与停止是由控制器根据供水器中压力继电器输出信号来控制的，因此在改进后的电路中，也可以利用供水器中的压力继电器信号串接在控制线路中作为压力开关。

对于供水时间控制问题，我借鉴了学校电铃的控制，选用定时开关。将设定好的定时开关串接在控制线路中，潜水泵电机就可以按照规定时间启动和停止，从而解决了需要专人开关水泵的问题，彻底实现自动控制。

至此电路改造的主体思路已基本完成，整体设计具有较强的可操作性，并且改造成本较低，运行可靠，结构简单，维护方便。接下来就是改造的实施阶段，即交流接触器、热继电器等原件的选择以及简单配电箱的设计。

潜水泵电机使用的是QDX15-14-1.1型单相电动机，额定电压为220V，额定功率为1.1k W，额定电流为7.02A。从测量出的工作电流可以发现，原装置控制器所选用的元件通流能力较小，水泵工作时，特别是储水罐内压力接近压力继电器设定压力时，电动机负载较大，电流可达9 A，超出了原装置控制器的额定电流值，因而经常烧坏控制器。为了保证改造后水泵可以可靠工作，在选用交流接触器时，应使交流接触器的额定电流大于水泵电机工作时的最大工作电流，因此，在本系统的改造中使用的是20A的交流接触器。热继电器选用JR36-20 6.8-11A，整定电流值为7.5A，能有效实现过载保护。由于储水罐的安装环境是露天安装，而配电箱就安装在储水罐附近的墙体上，电线选用的是2.5cm2的铜芯电缆线。

本着俞简单俞可靠的原则，配电箱中只安装必要的元件，没有安装仪表及指示装置。考虑到露天配电箱的安全性及可靠性，在设计简易配电箱时参考了GB7251.1-2005《低压成套开关设备和控制设备》及《低压配电设计规范》GB50054-95的标准，在元件的及箱体、板材的选用上都满足要求。

3 结论

水泵控制 篇8

目前各煤矿都在装备水泵自动控制系统, 其性能的稳定可靠性对于排水泵房的正常运行非常重要[1,2], 而对水泵压力监测功能的实现, 又是水泵自动控制系统中一个非常关键的因素。笔者从实际应用出发, 根据近几年对水泵系统的设计及安装调试经验, 以及对水泵运行过程的分析, 特别是对水泵压力监测数据的分析, 编写了矿井水泵自动控制程序, 实现了稳定可靠的矿井水泵自动控制功能。

1 压力传感器选型

水泵在整个启动及停止过程中需要监测2个压力数据, 即水泵的真空压力和排水压力[3]。真空压力主要用于判断水泵是否允许启动, 排水压力则主要用于判断水泵运行后排水是否正常。所以在水泵的抽真空管路上安装真空压力表, 在水泵出水管路安装排水压力表[4]。

考虑到压力传感器在井下的应用环境, 在选型时需要考虑以下几点: (1) 精度方面, 线性误差低于满量程的0.2%, 长期稳定性优于0.1%; (2) 抗过载能力强, 防水性能好, 能用于真空场合; (3) 电子部件模拟式, 经济型, 响应速度快, 尤其适用于快速反应过程; (4) 螺纹连接, 安装调试方便。经过多次实际应用, 最终选用PMC41系列智能压力表;根据实际常用水泵情况, 真空压力表量程选用-0.1～+0.1 MPa, 排水压力表量程选用0～4 MPa。

2 压力数据的监测

压力传感器一般输出直流4～20 mA信号, 对应相应量程转换成压力数据。转换过程主要通过水泵自动控制系统的软件来实现。水泵一次正常启动、运行、停止过程即可监测出真空压力与排水压力的实际数据。

图1、图2描述的就是2个压力数据在水泵正常运行过程中的变化曲线。

3 压力数据在程序中的应用

水泵正常运行时, 其压力数据自然会按照图1、图2所示的曲线, 控制程序也会正常执行, 此时操作人员不需采取任何措施。但如果水泵在运行过程中出现故障, 而从表面无法判断故障类型时, 自动控制程序就可以将检测到的压力数据与水泵正常运行数据比较, 以此判断故障类型, 从而指导控制程序输出相应指令来采取保护措施。该方法一方面保证了水泵自动控制系统的可靠运行, 另一方面也避免了排水设备产生重大的故障损失[5]。

首先分析真空压力在控制程序设计中的应用。水泵启动前首先要对其进行抽真空灌水, 灌满水后才能启动水泵。通过监测真空压力数据来判断水泵是否灌满水。当实际检测到的真空压力达到设定压力值时就可以启动水泵, 如果达不到设定的真空压力值, 则判断为抽真空管路有问题, 无法抽真空给水泵灌满水, 故不能启动水泵。图 3为该时段的真空压力分析程序流程。

水泵启动以后真空压力在正常情况下基本保持在一个水平线, 如果监测到的实际真空压力逐渐或者立刻变小, 说明水泵有漏气点, 不能继续运行水泵, 自动控制程序应输出指令, 停止水泵。图4即为第二时段的真空压力分析程序流程。可见真空压力主要用于水泵启动前后的自动控制分析。

其次分析排水压力在控制程序设计中的应用。从图2可看出, 水泵启动后, 排水压力会在瞬间达到最大值, 然后稳定在一个稍微小一点的数值上, 停止水泵时压力会达到最大值后瞬间变为零。图2中有2个最高点的原因是这2个期间都有一个排水阀门的开关过程, 所以会有2个变化, 在水泵运行及阀门打开的情况下, 排水压力会保持在一个水平数值。

所以在设计自动控制程序时将排水压力分为3个时段来分析。第一时段为水泵启动后排水阀门没有打开时, 这时泵体无法排水, 所以排水压力会瞬间达到最大值, 如果实际检测到的排水压力达到设定的压力, 那么说明水泵正常, 可以进行下一步控制;如果没有达到设定的压力, 说明水泵有问题, 无法达到排水的要求, 水泵不能运行, 需要停止、检修, 以免损坏水泵。该时段的排水压力分析程序流程如图5所示。

第二时段为水泵运行并且排水阀门打开的情况。此时排水压力应该保持在一个固定数值, 如果排水压力在这种情况下慢慢变小或者瞬间变小, 说明水泵存在漏气情况或者有其它原因, 不具备排水条件, 必须停止水泵并关闭排水阀、检修, 否则会对水泵设备造成损坏。该时段的排水压力分析程序流程如图6所示。

第三时段为排水阀门启动关闭并停止水泵这段时间。这段期间排水压力应随着阀门的关闭又一次达到最高值, 水泵停止后瞬间变为零。如果实际检测到的排水压力值小于设定压力值, 说明水泵设备存在问题, 需要停止水泵并检修。该时段的排水压力分析程序流程如图7所示。可见, 排水压力主要用于水泵启动后与阀门打开、关闭情况下的自动控制分析。

在水泵运行过程中, 真空压力与排水压力同时存在, 2种压力异常数据产生的原因一样, 导致的结果也一样, 所以只要有1个压力数据不满足条件就需要控制程序输出指令控制水泵设备停止。

4 结语

通过对水泵排水压力与真空压力的监测分析, 将其应用于水泵自动控制系统的程序设计, 实现了水泵的自动控制功能, 不但能够使控制系统更加稳定可靠, 而且能够很好地保护水泵及相应设备, 对煤矿的安全生产具有重要的意义, 同时使煤矿井下水泵自动化技术更加成熟稳定。

摘要：分析了矿井水泵自动控制系统中水泵真空压力和排水压力在水泵正常运行过程中的变化情况, 讨论了水泵真空压力和排水压力监测数据对于水泵自动控制系统程序设计的作用, 指出真空压力监测数据主要用于判断水泵是否允许启动、排水压力监测数据主要用于判断水泵运行后排水是否正常。实践证明, 根据该原理设计的控制程序使矿井水泵自动控制系统更加稳定可靠, 而且能够很好地保护水泵及相应设备。

关键词：矿井,水泵,自动控制,真空压力,排水压力,数据分析

参考文献

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[3]刘冰, 陈洪亮, 贾立新.煤矿水泵自动化监控系统设计[J].煤矿机电, 2004 (5) :100-102.

[4]李亚哲, 刘媛媛.煤矿井下主排水系统中真空管网的设计[J].工矿自动化, 2010 (4) :81-83.

水泵安全运行控制器的研制 篇9

水泵的应用非常广泛, 如化工、石油、农业、矿业、冶金、电力等领域。水泵在启动和运行过程中要求泵体内的水位高度要满足要求, 否则会影响泵的使用寿命, 当泵入口处的压力达到空气分离压或饱和蒸汽压时, 就会出现汽蚀现象, 产生噪音和振动, 严重时泵的流量、压头及效率会下降, 使泵不能正常工作, 因此设计一种安全运行控制器用来实时检测水泵运行状态, 当泵在工作过程中出现异常时, 立即启动安全设施, 使其恢复正常工作状态, 系统出现故障时, 发出报警信号, 停机进行设备维修, 从而实现对水泵保护, 避免事故的发生是十分必要的。

1 系统组成及工作原理

1.1 系统组成

水泵内水位的高度由液位传感器检测得出。泵入口处压力由压力传感器检测得出。水泵和自吸泵工作时的转动是由三相异步电动机驱动的, 自吸泵的作用是当水泵内的水位不够时及时为水泵供水, 使水位保持在指定的高度。在水泵和自吸泵的出口分别安装电磁阀, 控制水的流动。

为了使水泵能够安全运行, 控制系统采用AT89C2051单片机、液位检测电路、压力检测电路、水泵电机控制电路、水泵电磁阀控制电路、自吸泵电机控制电路、自吸泵电磁阀控制电路、水位报警电路、压力报警电路组成。系统组成框图如图1所示。

1.2 工作原理

AT89C2051单片机检测水泵内水位高度和泵入口压力信号, 根据系统的要求编写程序, 控制系统安全运行。

如果水位没达到要求高度, 则启动真空泵, 打开真空泵前电磁阀, 向水泵中供水, 同时启动定时器开始定时, 如果定时时间没到, 液位就达到要求高度, 则真空泵前电磁阀关闭, 真空泵停, 启动水泵, 自动流量控制阀打开, 开始工作;如果定时时间已到, 水位高度仍未达到要求高度, 则系统出现故障, 发出报警信号, 系统停止工作, 进行故障检修, 修好后手动使系统复位, 重新工作。如果水位达到要求高度, 则水泵转动, 自动流量控制阀打开, 系统开始工作, 工作过程中实时监测水泵入口压力, 如果压力小于产生气蚀时的压力, 或大于正常工作时的压力, 就启动定时器定时, 如果定时时间没到, 压力恢复到正常工作时的压力, 则认为没产生气蚀或系统能正常工作, 如果定时时间到, 压力仍小于产生气蚀时的压力, 或大于正常工作时的压力, 则认为产生气蚀或系统不能正常工作, 发出报警信号, 系统停止工作, 进行故障检修, 维修后手动使系统复位, 重新工作。

2 系统程序流程图

根据系统控制过程绘制程序流程图如图2所示。

3 硬件设计

水泵安全运行控制器的硬件电路图如图3所示。图中时钟信号由AT89C2051的4脚和5脚输入;复位信号由1脚输入;启动按钮由P3.4输入, 停止按钮由P3.5输入。

数字液位传感器的输出信号由P3.0输入。当P3.0=0时, 水位高度满足要求, 使P1.5=1, 自吸泵停止转动;P1.4=1, 自吸泵前电磁阀关闭;P1.7=0, 水泵转;P1.6=0, 水泵前电磁阀打开, 系统正常工作。数显真空压力表的输出信号由P3.1输入, 当P3.1=1, 泵入口压力正常;当P3.1=0, 泵入口出现汽蚀现象, 启动定时计数器1开始计时;

当P3.0=1时, 水位高度未满足要求, 使P1.5=0, 自吸泵转动;P1.4=0, 自吸泵前电磁阀打开, 向泵内供水, P1.7=1, 水泵停止转动;P1.6=1, 水泵前电磁阀关闭, 同时启动定时计数器0开始计时;当定时时间未到, P3.0=0, 使P1.5=1, 自吸泵停止转动;P1.4=1, 自吸泵前电磁阀关闭;P1.7=0, 水泵转;P1.6=0, 水泵前电磁阀打开, 系统恢复工作。当定时时间到, P3.0=1, 表示系统出现故障, P1.3=0, 水位报警。

由于电机的接触器和电磁阀动作所需要的功率比较大, 单片机输出的功率比较小, 无法驱动其动作, 因此在接触器和电磁阀前加上继电器ULN2003A。

将设计的硬件电路制作成PCB板, 如图4所示。当定时时间未到, P3.1=1, 泵入口压力恢复正常当定时时间到, P3.1=0, 表示系统出现故障P1.2=0, 压力报警。

4 结语

根据水泵安全运行的条件, 绘制了系统程序流程图, 并对各种控制元件进行了合理的选择, 绘制出系统硬件电路图并制作了PCB板。

该控制器具有体积小, 控制功能强, 价格低的特点, 能够实现水泵运行过程中对安全运行条件进行自动检测, 不需要改变现场的控制系统就能实现对水泵安全保护, 自动控制, 从而保证水泵的安全运行。

参考文献

[1]梅凤丽, 王艳秋.单片机原理及接口技术[M].北京:清华大学出版社, 2008.

[2]贾柏年.传感器技术 (第3版) [M].南京:东南大学出版社, 2007.

水泵远程控制系统设计与开发 篇10

在最近出台的国务院有关生产建设的条例, 我们可以看到, 为了建设:“资源节约型”和:“环境友好型”社会, 国家大力提倡并鼓励采用新的科技, 新的管理方法来进一步降低传统资源的投入, 特别是在一些边远落后的地区通过科技手段来实现远程监控, 进一步节省人力、物力和财力, 具有很重要的现实意义。水泵作为日常生产, 生活的必要工具液体输送, 液体加压的工作方式, 在帮助我们满足农田灌该, 生活用水以及水土保持和沙漠化的防治等方面, 发挥着重要的作用。但在我国大多数地区, 水泵的日常运行、管理和维护还是停留在过去的专人看管的水平上与国外发达国家相比, 我国的远程控制技术还有很大的发展空间, 特别是针对水泵设计的远程控制系统, 在国内应用和推广的还比较少。

近年来, 随着我国信息技术水平的不断被提高, 远程控制已经慢慢成为可能。在一些重点领域比如化工生产, 航空航天以及物流配送等领域都有了比较好的利用和推广。这种远程控制技术是利用计算机网络来实现对远程工业生产过程控制系统的监视和控制, 这种能够实现远程监控的计算机软件系统称为远程监控系统。这种远程控制系统从初期的集中控制慢慢演变为网络远程控制。过往的集中远程控制通过大型的仪表来实现对各种重点工艺或重点设备的远程控制, 其操作的主要方式是通过操作盘来实现的。到了20世纪末期, 电子计算机的推广特别是互联网的普及, 让这种远程控制可以通过以计算机为控制主体, 借助各种检测装置和执行装置来实现对被监控对象的远程控制, 特别是在工业生产过程中, 对环境的要求以及远程控制的精确度和稳定性都得到了很大水平的提高。因此, 远程控制系统的技术条件已经基本成熟。

2 水泵控制系统发展的现状及发展趋势

我国是一个最大的发展中国家, 水泵在农业生产和工业用水等领域都是不可或缺的工具。目前, 我国对水泵的控制系统还是以提高水泵自身的工作效率为主, 目的是降低能耗和充分利用自然资源。比如, 在部分地区, 生产、生活通过用单一功率比较大的水泵来取代以往的多台小水泵。通过这种方式可以有效的节约生产材料和各种资源成本包括工程造价来实现对水泵的管理。这种管理只能说是由过去的分散式管理发展为集中化管理, 并没有从根本上实现对水泵的远程控制。最重要的一点, 由于水泵的使用率比较高, 它作为一种基本的液体输送和加压工具本身就意味着是一个很大的耗能点。我国根据建设资源节约型社会的需要, 对于涉能密度比较大, 也就是能源密集型产业, 例如:金属冶炼、石油化工、钢铁、电力、水处理等产业提出了比较严格的节能要求。水泵可以说在其中扮演着耗能大户的角色。根据最新的国家节能减排办公室发布的调查数据显示:水泵作为工业中心流体运送设备所耗费的电量约占我国全年发电总量的1/5。我国的水泵管理方式虽然经过近几年的发展, 已经有了很大的进步, 但和西方发达国家比较来看, 还是存在着水泵管理效率低、能耗比较高、运行费用比较高以及自动化程度比较低的问题, 随着环保问题的日益严重, 全球水资源出现供应紧张, 对远程自动化控制提出了更高的要求, 所以水泵的管理将朝着向高度自动化以及无人现场监守的方向发展。可以说, 对于水泵的重视, 特别是充分利用互联网资源实现对水泵的远程控制, 不光可以实现节能减排, 更有助于提高我国的自动化水平。

3 水泵远程控制系统设计与开发

3.1 远程控制系统

关于远程控制系统目前是国内外研究的重点课题, 关于远程控制系统的概念目前还没有达成一致, 但有以下几点已经获得普遍的共识。远程监控是指利用计算机通过网络系统实现对远程工业生产过程控制系统的监视和控制, 能够实现远程监控的计算机软件系统称为远程监控系统。

国内对于远程监控技术进行了一系列积极的研究。基于Internet控制网络方面的研究也已经起步。在具体的应用方面, 国内的东大公司为自己研发的CT产品进行了开发和升级可以实现对产品的远程诊断和维修。另外国家大力度支持网络通信与维护, 并把它纳入863计划中, 借助互联网来实现对设备的远程监控与控制已经成为目前互联网应用研究的重点。

3.2 水泵远程控制系统的设计

首先, 在远程控制系统中, 要首先确定控制系统中各类数据的传输, 保证不低于1.5的带宽。比如, 实时传送水泵运行过程中各种变量的变化, 然后按照一定的时间节点的要求进行数据的传输。

其次, 配备与控制系统目标相匹配的可编程控制器。在这一控制系统系统的组成中, 可编程控制器的选择尤为重要, 因为它直接关系着操作命令执行的稳定性, 系统的稳定性直接影响着锯石机的工作状态。所以经过多方面的参考与比对并结合国产水泵的技术特点以及对数据输出稳定性的要求, 最终选用的是德国西门子公司生产的可编程控制器。该编程控制器总共包含30个点数, 其中18个是输入点、12个是继电器型输出点。另外还有1个RS-232通讯/编程口, 一个RS-485通讯/编程口。在本系统中可编程控制器通过控制变频器的多段速和外部端子方式与变频器进行直接通讯;通过RS-232串行口与文本显示器来完成人机界面的数据通讯。西门子公司推出KGL-WC编程软件, 为我们提供一个完整的中文编程环境, 可以进行离线编程、在线连接和调试, 并能实现梯形图与语句表之间的互相转换, 具有很强的可操作性。

这种编程控制器取代过去的继电器来实现运算的逻辑控制。随着信息技术的发展, 这种编程控制器已经发展为以微处理器为基础的控制装置, 可以大大超过原有的逻辑控制范围。另外, 这种可编程控制器已经可以兼容计算机技术、半导体集成技术、自动控制技术、数字技术和通信网络技术, 能够完成对功能的控制, 数据的采集, 信息的处理和传送, 还具备后期的人机界面和调试功能。在水泵的远程控制系统中首先将相关检测指令进行输入扫描, 在这个过程中, 编程控制器会按扫描方式读入该可编程控制器所有端子上的输入信号, 并将这些输入信号存入输入映像区。在本工作周期的执行和输出过程中, 输入映像区内的内容不会随实际信号的变化而变化。然后, 控制系统会执行扫描, 在执行用户程序的扫描过程中, 编程控制器会对用户以梯形图方式 (或其他方式) 编写的程序按从上到下、从左至右的顺序逐一扫描各指令, 然后从输入映像区取出相应的原始数据或从输出映像区读取有关数据, 做由程序确定的逻辑运算或其他数学运算, 随后将运算结果存入确定的输出映像区有关单元, 但这个结果在整个程序未执行完毕前不会送到输出端口上。最后, 编程控制器会输出扫描结果, 在执行完用户所有程序后, 编程控制器会将输出映像区中的内容同时送入到输出锁存器, 然后由锁存器经功率放大后去驱动继电器的线圈, 最后使输出端子上的信号变为本次工作周期运行结果的实际输出。

水泵现场自动控制系统分为现场控制层, 以编程控制器为控制核心, 泵站现场设置现场监控计算机, 负责采集编程控制器上的实时数据进行现场存储管理并与监控中心进行实时数据交换, 并作为现场人机界面, 显示该泵站的运行状态。中央监控系统为中央监控层, 位于水泵运行管理中心, 并配备工控机服务器, 安装二套Server软件, 两者互为冗余系统, 通过数据传输系统采用PPTP协议与现场各泵站监控计算机或者现场编程控制器的实时数据进行交换, 采集泵站现场实时数据。另外监控中心配备两台监控计算机, 并安装组态软件, 作为监控中心监控终端, 在监控中心实现整个系统的实时监控, 数据汇总, 打印等功能。中央监控层平常不参与水泵的自动控制, 只在远程监视各水泵的工作情况, 统计分析各站点设备、工艺参数数据;在需要的情况下, 可通过远程数据传输系统对下层泵站设备进行直接远程控制调度。而在通讯发生故障时, 现场控制层, 不需要依赖中央监控层, 能独立地完成泵站就地控制功能。

最后, 进行远程数据传输功能, 为了实现对水泵的远程控制系统的集中管理调度, 需选择合适的远程数据传输系统, 实现泵站现场与监控中心之间可靠的实时数据传输。在传统的水泵管理模式中, 泵站安排值班人员, 工作人员每天对泵站内的设备情况以及泵房水位进行巡检, 然后通过电话与调度人员互相联系, 根据调度人员的指令手动启停泵房设备。泵站远程监控系统通过现代化的计算机技术进行实时数据采集, 可以实现在监控中心快速、准确、有效的监控调度管网中所有泵站, 实现集中高效的管理。

3.3 水泵远程控制系统的设计意义

水泵的日常运行需要很大的人工来进行系统的维护与保养, 传统的水泵管理办法是在各主要的泵站安排值班人员对附近的小泵站每天进行巡检, 通过电话和泵站管理所调度人员, 而这种方法具有工作量大、效率低、反应慢的缺点, 传统的管理办法与迅速发展的城市的要求越来越不适应。

通过建立水泵的远程控制系统我们可以完成以下功能:首先是通过水泵的远程控制系统可以有效的对各个水泵的实时运行状况进行检测, 并把采集的相关数据进行集中存储、加工和处理为后续的水泵的工作时间和工作强度进行合理的安排和调度, 与此同时通过计算机专业的数据运算能力, 对数据进行深加工, 得出水泵的在各个时间段运行的具体峰值, 便于系统控制人员进行设备的进一步检测。

其次, 水泵远程控制系统通过设定相关指令来实现对水泵工作状态的监控便于中心控制人员通过远程监控来实现水泵的运行和停止, 并且设立最低阈值, 一旦在水泵运行参数出现异常, 或故障等紧急情况, 远程控制系统会启动紧急预案, 并按照提前设置的指示来进行信号提醒和报警, 并且自动完成相关数据的存储和记录, 方便后期进行数据的查询和管理。

最后, 这种水泵远程控制系统, 随着科技的进步, 可以解决传统方法所具有的缺点, 水泵远程监控系统可以借助于远程监控可以将水泵运行的内部信息网 (Intranet) 与控制网有效地连接起来, 实现对生产、运营情况的随时掌握, 把生产运营状况同农业生产与工业生产的经营管理策略紧密结合, 从而实现企业特别是水泵使用比较集中的农业生产企业和原料运输企业等的综合自动化, 可以建立网络范围内的监控数据和网上知识资源库。通过远程监控可以实现现场运行数据的实时采集和快速集中, 获得现场监控数据, 为远程故障诊断技术提供了物质基础;通过远程监控, 技术人员无须亲临现场或恶劣的环境就可以监视并控制生产系统和现场设备的运行状态及各种参数, 使受过专业训练的人员虚拟地出现在许多监控地点, 方便地利用本地丰富的软硬件资源对远程对象进行高级过程控制, 以维护设备的正常运营, 从而减少值守工作人员, 最终实现远端的无人或少人值守, 达到减员增效的目的。

4 结语

水泵远程控制系统在设计完成后通过在一些水泵使用比较密集的生产企业进行投入运行, 取得了非常好的效果, 极大的提高了水泵的自动化生产水平, 改善了水泵的使用效果, 降低了用工成本。与此同时, 由于该远程控制系统具有操作简单、可靠性高、使用寿命长、节能高效等优点。在未来的企业中具有极大的推广价值。以污水泵站为例, 其日常运行及维护按照传统的管理方式需要很大的工作量, 目前国内很多企业仍然采用人工巡查的办法, 具有工作量大、效率低、反应慢的特点, 因此这种水泵远程控制系统的发展还有很大的发展空间。本文设计的水泵远程控制系统, 通过网络系统对远程泵站实施监控和控制, 可以实现无人值守、远程集中控制, 节省大量的人力、物力、财力和提高管理水平和工作效率, 以及提高信息化和自动化、网络化水平。当然, 远程控制系统在水泵的维护管理中的应用只是一个领域, 未来远程控制技术将会得到更多的推广和使用。目前, 越来越多的企业集团呈跨地域的发展趋势, 利用网络技术实现远程监控, 对企业降低生产成本, 提高劳动生产率, 提高企业产品的科技含量, 以及增强企业的综合竞争实力等方面都具有十分重要的意义。

摘要：水泵作为一种输送液体或使液体增压的工具, 在日常的生产、生活中发挥着极为重要的作用, 但在大多数地区水泵的日常维护与管理还停留在过去的专人看管的模式, 反应能力较差, 一旦遇到突发紧急情况无法进行正确科学的应对。近年来, 随着信息技术的不断发展与进步, 对水泵的远程控制已经越来越具有可行性。本文响应国家建设资源节约型社会的号召, 依托虚拟专用网络, 设计了一套水泵远程控制系统, 希望能提高水泵日常管理和维护水平, 为建设和谐社会尽绵薄之力。

关键词：水泵,远程控制,系统设计

参考文献

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