自动控制在水泵循环系统中的应用

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【摘 要】在我们的的日常生活中，水泵的运行其实无处不在，只是我们平时都很少去涉及和关注。随着科技的日益发展，对泵房的控制从最初的纯手工操作，发展到现如今的远程监控、自动控制，技术是越来越高端。其运行效果也是让人叹为观止。本文对水泵循环系统的PLC自动控制的应用进行论述，带大家一起来了解一下水泵循环系统自动控制系统的一些简单的运行过程。

【关键字】水泵；循环系统；自动控制；应用

前言

采用PLC自动控制水泵循环系统能够根据水站的用水特点实现水泵的自动化控制，进而提高循环供水的供水性能和可靠性。下面我们通过举例某工厂的水泵循环系统采用PLC自动化控制保证工厂用水需求。

1 数据自动采集与检测

PLC自动控制水泵循环系统具有各项参数的自动采集与检测功能，可将检测的数据分成两类：模拟量数据和数字量数据。

1.1 模拟量数据

模拟量数据包括：水位、电机工作电流、水泵轴温、电机温度、流量。

1.2 数字量数据

数据量数据包括：水泵高压启动柜真空断路器和电抗器柜真空接触器的状态、电动阀的工作状态与启闭位置、真空泵工作状态、电磁阀状态、水泵吸水管真空度及水泵出水口压力。

数据自动采集是利用可编程控制器PLC控制模块实现对传感器检测到的各项数据进行编程，通过计算数据值是否与设定值相符完成数据准确度的判断。模拟量数据可通过A/D转换成数字信号供PLC控制模块识别和编辑，实现自动化控制水泵循环系统。

2 自动控制水泵循环系统的功能及特点

（1）采用PLC自动控制程序可将水泵循环系统分段控制，程序结构根据供水与排水需求设计程序性能。程序设计要简单、清晰、明确。

（2）自动控制水泵循环系统具有水压及水位的检测功能，根据水压及水位的变化开启或者关闭水泵，进而能够使水泵不至于超负荷运转。另外，当水位或者水压低于设定标准时，可增加水泵数量，当水位水压超过设定值时，可减少水泵数量。

（3）自动控制水泵循环系统具有水泵优先选择功能，就近选择保证供排水及时。

（4）自动控制水泵循环系统可根据用电负荷调节水泵工作泵数和开关时间，在确保供排水正常的情况下，在用电高峰时期可减少水泵数量。

（5）自动控制水泵循环系统能够根据水位的检测信号判断出水位的上升或者下降率，进而计算出供排水时间和用泵数量之间的关系，合理调配水泵数量。

（6）自动控制水泵循环系统安装有触控显示屏，可实时显示水位信息和设备的各项参数，如水压、电压、温度等，当某项信息错误时，会出现红色预警信号。

（7）自动控制水泵循环系统具有通讯接口，能够实现PLC与各项设备之间的通讯，并且可配置网络设备实现水泵循环系统远程控制。

（8）自动控制水泵循环系统保护功能

1）超温保护功能：当水泵循环系统中的某个水泵长时间运转，会导致水泵温度升高，最终导致水泵使用寿命降低。因此，超温保护功能是当出现水泵温度值超限PLC会发送讯息给显示屏，提示温度超限，并可控制关闭此泵开启另一水泵。

2）流量保护功能：水泵运行过程中，受到外界影响使水泵出水量不能达到设计标准，或者水泵设备出现故障水泵出水量超过设计标准，则开启流量保护装置，停止该水泵工作，并开启备用水泵。

3）电动机故障保护功能：水泵供电稳定性是水泵循环系统正常运转的关键，PLC控制系统可监测到水泵电压值，当出现不稳定状况是可开启电压保护装置，防止电气故障造成的水泵停止。

4）电动闸阀故障保护功能：当自动控制水泵循环系统出现电流过载、短路、漏电、电动闸阀故障问题，自动控制系统可进行自动断电，确保人及财产安全。

（9）自动控制水泵循环系统具有全自动控制、半自动控制、手动控制三种工作方式。

3 自动控制水泵循环系统的应用实例

为某农田排涝系统设计安装自动控制水泵循环系统，其是由6台37千瓦水泵构成，水泵可轮流工作，根据水泵循环系统进水量和水位 自动调节水泵开启数量，进而能够保证农田水位保持在相对水平线上，保证农田给水与排水正常。

3.1 自动控制水泵循环系统设计要求

（1）水泵启动数量和更换时间要根据排涝系统的进水量和水泵运行时间来确定，水泵数量要根据水池水位标准进行确定，更换时间根据水泵运行新能进行确定。

（2）农田排涝系统设计安装自动控制水泵循环系统无需全部水泵同时工作，水泵增加一台则需减少一台，每个水泵的工作周期要保证相同，避免水泵超负荷运转，降低使用寿命。当出现某一水泵工作异常时，可自动停止该水泵，并补充新水泵进行运转。每个水泵都有其工作运转的周期，避免资源的浪费。

（3）自动控制水泵循环系统配置有电压稳定系统，保证水泵通电稳定，排除水泵频繁启动的故障。水泵在启动时，要进行系统自检，保证水泵能够可靠运行。设置最低水位保护控制和最高水位狱警功能。

3.2 自动控制水泵循环系统结构

自动控制水泵循环系统要求具有可编程控制器PLC控制模块，水泵电源电压稳定模块、显示器、模拟输入与输出模块、控制开关模块和数据显示仪表及其他辅助模块。

（1）可编程控制器PLC控制模块

可编程控制器PLC控制模块可以对水泵循环系统进行有效控制，其通过指令的接收与发送实现水泵的正常运转。所以，可编程控制器PLC控制模块的稳定性和高效性是自动控制水泵循环系统的关键。

（2）水泵电源电压稳定模块

水泵电源电压稳定模块可以保证水泵循环系统供电的稳定性，水泵电源电压稳定模块具有功率预留功能，当出现电压问题，功率余量可保证系统正常运行一段时间，用来为供电检修提供时间。

（3）显示器

显示器采用触控屏，可实现人机互动，显示屏可显示水泵循环系统的各项参数信息，当出现某项信息错误时，会出现红色预警信号。

（4）模拟输入与输出模块

模拟输入与输出模块可以为可编程控制器PLC提供信息的输入与输出，能够保证信息输入输出的稳定性，并且其具有电池波隔离新能。

（5）控制开关模块

控制开关模块接收到控制指令后可完成水泵循环系统中各水泵的开启与关闭。

（6）数据显示仪表

数据显示仪表可以向可编程控制器PLC正确反映水泵循环系统中水泵等设备的运行状态，仪表显示的数据准确性是确保信息的正确的关键。

（7）其他辅助模块

其他辅助模块包括系统自检、系统维护、系统恢复等，可保证自动控制水泵循环系统具有自我修复能力。

4 结束语

自动控制水泵循环系统节能高效，可以应用在各种环境中，通过可编程控制器PLC实现软件控制系统硬件工作形式，在相同水泵循环系统中，设定不同的参数，可实现不同的控制方式，进而节约投资成本，提高水泵循环系统利用效率。自动控制水泵循序系统的应用领域非常广泛，可应用于各大钢厂用于冷却还可用于农田水利用于灌溉等，具有很高的应用价值。

参考文献：

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[2]陈本孝.电器与控制[J].武汉：华中理工大学出版社，1996（6）.

[3]熊葵谷.电器逻辑控制技术[J].北京：科学出版社，1998（2）.