自动排水控制系统

2024-05-05

自动排水控制系统（精选十篇）

自动排水控制系统篇1

随着国民经济的发展,我国有色金属行业已经成为现代化工业建设的一个重要支撑产业,金属矿山的不断开采和发展,地下的矿山水患已经成为严重制约矿业良性发展的重要问题。矿山中的涌水现象,不能直接排出的后果是,一方面影响矿业生产的有序开展,另一方面甚至可能造成重要的生产安全灾难,因此如何有效的进行矿山的排水问题,已经成为矿山生产系统研究和设计人员的一项重要安全项目。目前大多数的金属矿山排水系统, 依然沿用传统的人工手动控制水泵进行排水或半自动化的继电器控制技术,即工人的劳动强度大、复杂性较高,故障率频发,安全隐患较大,影响矿山企业的发展和经济效益。矿山排水系统运用现代控制理念和技术方案,建立智能、高效、低能耗的安全生产平台已经成为矿山系统发展的趋势。

1系统整体框架

矿山排水自动化系统是对于传统的手动排水进行相应的改造设计,实现矿山排水具有手动和自动两种控制方式共存的完整系统。自动化排水系统是指依据设定好的相应程序进行自动数显对于水泵、真空泵及其他设备的开关和互锁联动控制,手动模式是指依据操作员的现场实际情况,认为的对相关设备额的开关和互锁联动。矿山排水系统的整体框架包括远程显示上位机、PLC控制器、控制操作太、交换机、控制阀门、电缆、相关传感器和矿山摄像仪等设备组成,依据相应的使用功能划分为三级网络结构分别是现场层、控制层和管理层。

2自动化系统设计

2.1硬件设计

对于花山矿井的自动化排水系统的硬件设计有排水和排空的两套管路,排水管又分为1# 主排水和2# 副排水。由于矿山的井下情况复杂多变,应用了3台Y B450-2的矿用防爆型三相异步电动机,作为三台水泵的驱动装置,三台水泵选用矿用离心泵,型号D85-67×3,对于系统设计中三台设备分工为:一台工作、一台备用、一台检修。吸水管道主要应用无底阀设计,水泵启动时利用真空泵对水泵进行真空处理,使水泵叶轮完全浸没在水中, 实现正常的排水工作。

依据自动化排水系统的相关需求,应用稳定的工业控制器PLC进行自动化程序控制,PLC包括三种信号:数字量输入信号、输出信号和模拟量输入信号。数字信号主要的功能是控制水泵的选择、启动和停止、控制方式的选择,数字量输出信号为水泵的启动停止控制信号、故障报警、水位超限指示、电磁阀的控制等,模拟量输入主要是采集的是水泵出水口正压力、水泵吸水口负压力、水泵和电机轴温、水仓水位等,PLC硬件模块的连接如图3.1所示。

2.2软件设计

矿山井下的自动化排水控制系统的软件开发,主要是根据现场实际情况和系统的硬件,进行PLC控制柜软件的设计,上位机的组态软件设计将在下一节中介绍。系统的软件编写应用西门子的SIEMENS STEP7—Micro/win进行相应的编写,改编程软件可以在WINSOWS操作系统下运用,编辑完程序后,直接通过S7- 200专用的PC/PPI电缆进行程序的下载和上位机的通信。对于控制系统的软件主程序中,进行相应的5s延时操作。在矿山排水系统的自动控制程序设计上,当选择自动控制后,系统进行相应的模拟量采集,并保存到相应的数据寄存器中,下一步进行相应运行水泵避峰就谷和轮换工作程序,进行水泵的启动控制判断,相关的程序流程为系统的主流程图如图3.2所示。实际的矿山井下排水系统的远程控制,在实际的现场工作环节,仍然有可能出现各种变化,因此在程序的编写过程中,应建立相应的保护预测处理。

3人机交互界面

矿山自动化排水系统,应建立相应的上位机显示软件,本文对于花山井下排水系统,应用北京亚控公司生产的组态王软件进行相应的系统远程设置和控制,排水系统作为矿山生产自动控制系统的一个子系统,相应的数据应于其他网络进行信息的共享,由于S7200不能成为OPC的服务器,因此系统与PLC的应用两种通讯方式,一是S7200专用的OPCACCESS作为OPC服务器,另一种即是应用组态王驱动与PLC进行工业以太网的连接。矿山排水系统的上位机监控界面主要包括,主界面、实时报表、历史报表、趋势图、历史报警和帮助界面。为了避免错误的操作, 进行了相应的不同权限设计。用户可分相应的系统管理员和操作人员,系统管理的权限最大设置为999,可自由进行用户的配置和添加,操作员的权限设置为801,根据实际的需要还设置了远程操作界面的权限为800,该页面主有操作员和系统管理员进行打开,其他人员没有权限进行进入,这样避免无关人员对参数的修改。此外系统设置了10分钟的无操作登录自动关闭的保护功能。

4总结

自动排水控制系统篇2

关键词：自动控制冗余PLC 自动控制系统

随着国家煤矿工业的发展,井下排水系统作为矿山的六大系统之一，承担着排除井下积水的重要任务。井下排水自动控制系统的技术性能，直接影响着煤矿生产的安全运行。在传统的井下排水控制系统中，一般采用继电器或者PLC控制的方法，不具有冗余控制的功能，一旦PLC发生故障或者外围硬件出现问题，严重影响整个煤矿企业的安全性能。因此，本文设计了冗余型井下自动排水系统，实现了冗余控制，有效地保证系统的稳定性。系统总体设计结构

基于冗余PLC的井下排水自动控制系统结构如图1所示。

图1 基于冗余PLC的井下排水自动控制系统结构

该系统采用S7-400H冗余系统PLC，一套PLC系统正常运行，另一套PLC系统同步运行。当其中一套PLC出现故障时，同步地切换到另一套PLC系统，实现了PLC系统切换的快速性，保证了硬件和软件的冗余，提高系统的安全运行效率。整个冗余系统采用工业以太网通讯，将水泵机组子模块ET200中的检测信号(电动阀门、水泵运行状态、电机电压、电流、温度、流量、液位等)通过以太网传输到冗余控制箱，在井下通过显示操作台控制和监控排水系统的工作状况，可通过光纤网络将数据传输到地面的调度室上位机，实现排水系统的远程控制功能。系统硬件设计

基于冗余PLC 的井下排水自动控制系统硬件结构如图2所示。

图2 硬件系统结构

排水自动控制系统硬件部分由冗余PLC、触摸屏、上位机、交换机、检测传感器等组成。其中冗余系统的I/O输入量：水泵工作方式、启停信号、控制方式、主副真空泵的选择、真空泵的启停、急停、复位、液位开关、排水闸阀、电磁阀的到位信号等;I/O输出量：水泵的启动停止信号、故障指示、水泵运行指示、水位超限指示、排水闸阀和电磁阀开关控制信号等;模拟量输入信号：出水口正压力、水泵吸水口负压力、电机电压、电流、水泵轴温、电机轴温、管路流量、水位等。触摸屏采用西门子公司生产的MP277，通过以太网与冗余S7-400通讯，当一套PLC系统发生故障时，触摸屏自动切换到另一套PLC系统，保证与触摸屏的正常通讯。系统软件设计

冗余PLC的排水系统软件程序有冗余切换子程序、避峰就谷子程序、模拟量采集子程序、水泵启停子程序和故障检测子程序组成。冗余切换程序完成对PLC通讯系统的检测，当主PLC发生故障，程序自动切换到备用系统;避峰就谷子程序根据用电部门提供的不同时间段的电价和数字液位开关的信号自动控制水泵的启停数量;模拟量采集完成对电机参数、水泵进水出水压力、液位、温度等的检测;故障检测程序完成对电机温度、水位报警等的检测;水泵的自动启停有水仓的液位完成，控制流程如图3所示。

图3 水泵自动控制流程

排水泵房控制系统上位机监控软件采用组态王6.55软件进行开发，电机参数、水泵的启停状态、通讯状态、压力、流量、液位等数据，展现在上位机上，实现井下排水系统的远程控制。排水自动化集控系统监控画面如图4所示。

图4 排水自动化集控系统监控画面结语

基于冗余PLC 的井下排水自动控制系统采用完善的硬件和软件思想实现了电机参数、压力、温度、液位、水泵启停状态、工作方式等功能，完全满足煤矿安全生产的要求。实际应用表明，设计的排水自动控制系统安全可靠，故障处理容易，维护简单，大大提高了排水系统的安全性、可靠性，完善了排水系统的控制功能，具有一定的实际意义。

参考文献：

煤矿排水泵自动控制系统设计篇3

关键词：排水泵自动控制PLC单片机

0引言

在煤矿排水泵站中，一般有一个由多台排水泵组成的较大的泵站，它在整个排水系统中起着很重要的作用。尤其在出现透水的情况下，显得尤为重要。由于积水受环境的影响很大，因而排水泵的运行台数也会因此有较大的变化，如果控制系统设计不当，就会造成排水泵的频繁启制动，或各台电机运行时间长短相差过分悬殊，这样会加重泵的磨损、缩短泵的寿命，同时会造成对电网的频繁冲击，增加电能的损耗。

1排水泵自动控制系统设计——单片机自动控制系统的实现

1.1控制系统的构成单片机水泵控制系统分为井上和井下2个主要部分，采用微型机和单片机来实现分布式实时控制，两者通过调制解调器及2条电话线实现数据传送。

上位机是设在中央变电所主控制室的80486DX4-S微型机，其作用是接收并贮存下位机发来的数据，输出各种报表及汇总数据。并向单片机发出各种控制命令，实现远程控制。单片机的作用是完成水泵的定时启动，低水位停机，测控水泵及电机的轴承温度、填料温度、定子温度，监视电压、电流、功率等参数，并接收上位机发来的控制信息、自动切换故障机组，对现场进行实时控制。并配打印机、软盘驱动器、显示器和调制解调器。

下位机由MCS-51系列8031单片机构成，应用8255A作并行I/O。扩展接口芯片，应用EPROM2764固化主控程序，6116RAM程序数据存储芯片。水位、电量、温度和流量等参数通过相应的传感器经过放大滤波、多路开关和采样保持器送入数模转换器ADC0809。数据通讯采用半双工方式，通过RS－232标准接口与调制解调器相连，数据传输率为300bps。

1.2控制系统软件设计与程序流程上位机程序包括系统命令程序和数据处理程序，系统命令程序是向单片机发送控制命令。打印运行记录和汇总，查看数据等；数据处理程序负责建立数据文件，打印故障状态，打印运行日志，并存储60天内的运行参数。单片机的程序采用模块式结构，包括主程序、子程序和中断服务程序等。主程序的作用是对系统进行初始化、测量各种参数和控制系统运转。子程序主要分为数据采集、标度变换、故障处理、数据传送和显示子程序。中断服务程序主要有时钟服务程序等。

开机后系统首先检测水位，如水位高于危险水位，则优先启动水泵，否则就要看是否到达启动水泵的时间，如时间已到达，还要检测电网的负荷情况。若电网负荷不高，立即启动水泵。在开泵时间不到的情况下，若上位机输入启动命令，且电网负荷不高，也立即启动水泵。在启动条件满足后，打开电磁阀，启动水泵。系统按水泵编号顺序依次启动。如某台水泵封锁，则跳过，启动下一台。

CPU在输出打开电磁阀的指令后，水泵的射流系统开始抽真空，然后系统判断是否达到真空度。按照规定，水泵应在300s内完成启动，因此，达到真空度的同时，还有一定的时间限制，该时间定为255so若在255s内有真空度信号，则合上真空开关电磁阀，开启电动阀门。电动阀门开启10s后，系统置水泵为运转状态，开始测量机组运行参数及压力。如果水泵不能上水，说明此时压力降低。当压力低于3.9Pa时，系统自动停止水泵运转。

各个执行机构动作后，都有一个相应的表示设备状态的开关信号返回。在某一执行机构动作后，便检查该执行机构的返回信号。如果没有返回信号，说明此机构出现问题，就换另一机构启动，并显示故障位置，使已经动作的各执行机构恢复初始状态，置该机组为封锁状态，并由上位机打印出故障现象。水泵运行后，系统便检测电压、电流、功率、电机定子、轴承的温度、泵体填料以及其它参数，并送到LED数码管显示，每点显示2s。

对于上位机，通电后通讯接口立即被初始化，控制命令装入内存，显示一组菜单，可以按照菜单进行操作。将这些命令通过数据发送程序，送往单片机；对于单片机送来的数据，由数据接收程序接收，再由数据处理程序进行处理。上位机接收到的数据分为2类，即查看数据和记录类数据。前者由上位机从单片机调用出来，只显示数据并不作记录，后者是单片机主动发送过来的数据，进行存盘和打印记录，作为运行日志或故障记录。

2结束语

自动排水控制系统篇4

关键词：排水自动化,井下自动排水

1 工程概述

结合矿井排水系统的特点, 在确保先进性与可靠性的基础上, 采用矿用本安可编程控制器庞大的软硬件资源, 通过各种先进可靠的传感器、保护装置、电动闸阀、电动球阀等设备组成矿井主排水自动控制系统。该自动控制系统达到准确及时的掌握各种设备的工作状态、减少排水系统操作人员工作量, 降低劳动强度, 结合水仓水位变化, 充分提高矿井井下主排水系统效率, 使水泵排水系统能够安全可靠、节能高效、经济合理的优化运行。对于进一步实现全矿井生产系统的自动化、科学化、网络化管理具有十分重要的意义。

本方案包括如下内容:泵组的自动化控制, 保留手动操作功能;自动化元器件的配备及控制;电气保护自动化;测量自动化;计算机与各控制单元的通讯。

系统按照“无人值班” (少人值守) 原则进行设计, 系统主要硬件设备采用优质进口设备。配置和设备选型符合计算机发展迅速的特点, 硬件采用标准模件, 即便于硬件设备的扩充, 又能适应功能的增加和系统规模的扩展。软件采用通用的标准化组态模块, 使系统更能适应功能的增加和规模的扩充。

系统设计具有先进性, 具有开放、标准的通讯接口能力。

实时性好, 抗干扰能力强, 适应矿井的现场环境。

人机接口功能强, 人机界面采用中文, 操作控制简洁、方便、灵活。

在保证系统的实时性和可靠性等技术指标的同时, 系统可维护性好, 保证较小的MTTR指标。针对现场施工及机电设备安装情况, 监控系统采取总体设计, 分布实施的办法, 供方将与有关单位密切配合, 完成系统的全部投运工作。

2 技术要求

2.1 设计依据

设计方案根据龙桥铁矿安全生产泵房自动化监控实际要求而提出, 系统设备符合矿井生产环境条件, 电气设备的设计和制造符合标准。

2.2 设计原则

系统以保障安全为第一前提, 选择高可靠性、高安全性的自动化元器件, 实现无人值守的自动化泵房。

系统要依据水仓水位和峰谷时段实现自动起停水泵。

系统要实现手动/自动、运行/切除/备用等控制模式, 在自动控制方式下, 能自动依据水泵运行/切除/备用状态的选择, 实现水泵启/停以及远方启/停控制。在手动控制方式下, 能通过控制柜上的自复式控制开关实现各水泵的手动启/停操作。

保留手动控制回路, 当自动控制系统全部失灵时, 应能通过手动起停水泵。

根据电网负荷和共代理部门所规定的峰、平、谷时段, 以“避峰填谷”原则确定水泵的启停时间, 从而合理的利用电网信息, 提高矿井的电网运行质量。

3 系统功能

3.1 控制功能

(1) 可依据峰谷时段和水仓水位自动起停水泵, 提高水泵有效利用率, 降低成本, 节能增效。系统设置低限水位、高水位、上限水位和危险水位四种水位线。在非峰谷时段, 若水位没有达到高水位, 则不启动水泵, 若达到高水位, 则按流程自动启动水泵;在晚上峰谷时段, 则若水位不低于低限水位, 也自动启动水泵, 直至达到低限水位时, 自动停泵。充分利用峰谷时段进行抽水。 (2) 系统控制具有自动、半自动、手动三种工作方式。自动时, 由PLC检测水位、压力及有关信号, 自动完成各泵组的启停控制, 不需人工干预;半自动工作方式时, 由工作人员选择某台或某几台泵组投入, PLC自动完成已选泵组的启停和监控工作;手动方式为故障检修和手动试车时使用 (或自动控制系统故障退出时备用) , 当某台水泵及其附属设备发生故障时, 该泵组将自动退出运行, 不影响其他泵组的正常运行。LCU柜上设有泵组的禁止启动按钮, 设备检修时, 可防止其他人员误操作, 以保证系统安全可靠。 (3) 每台水泵可设置“运行”、“备用”、“切除”三种工作方式。当水位达到高限水位时, 系统自动启动“运行泵”;达到上限水位时, 系统自动启动下一个“运行泵”;达到危险水位时起动“备用泵”。水位低于上限水位时自动停止“备用泵”;低于高限水位时停止一个“运行泵”;当达到低位时自动停止另一个“运行泵”。 (4) 可根据实际需求将水泵切换到手动控制方式, 此方式下操作人员可通过手动控制按扭人工手动控制各台水泵电机的起停及各电动闸阀开关。 (5) 当出现水位超限、开关故障、压力下降、流量下降等故障时系统将自动作出相应处理, 并发出提示及声光报警信号。

3.2 显示及数据记录功能

(1) 实时动态模拟显示系统的整体运行状态, 如水仓水位、水泵流量、水泵压力、电流及电动机、电动闸阀等的各种工作状态。 (2) 动态监视各种自动化元件的工作状态, 并对低电压、漏电、过电流、真空度、流量开关、过温、水位超限等故障类型进行诊断分析和显示。 (3) 可实时显示系统的故障信息, 并发出报警。 (4) 动态显示各水泵电机的运行状况, 电流、电压、频率、有功功率、无功功率、功率因数等。 (5) 系统具有水位、流量、压力等模拟量的实时曲线显示。 (6) 可将系统的各种参数状态、故障及开停时间统计等信息记录到数据库中。

3.3 保护功能

(1) 超温保护:通过安装于电动机轴承内的热电偶监, 可直接实现电机内部的温度监测, 当温度超过设定值时, 及时报警并执行预设的停机动作。 (2) 水泵启动保护:根据水泵启动时流量、压力、真空度等参数判断水泵是否正常启动, 非正常启动时能及时报警。 (3) 当电机、水泵、电动闸阀、系统故障时, 能及时发出告警信息并在监控站界面上以声光、闪烁等显著警示。 (4) 通过电机保护装置实现对电机的全面的保护, 详见电动机保护测控单元DCAP-5010的功能说明。

4 系统效益

(1) 可依据水仓水位起停水泵, 提高水泵有效利用率, 降低成本, 节能增效。 (2) 可减少看护人员, 并可充实设备维护检修队伍, 提高维护质量, 减少事故发生, 变发生事故后的被动检修为主动的定期检修, 提高设备的使用率, 实现减人增效。 (3) 可以保证矿山的安全生产, 改善工作环境, 提高劳动生产率。 (4) 可有效的保护水泵电机等设备, 延长使用寿命, 减少事故停机时间, 提高排水能力。 (5) 可有效的提高突、透水事故的应急处理能力, 防止灾害的发生。

5 系统特点

(1) 主控制单元选用高可靠性PLC可编程控制器, 采用模块化结构, 系统可按程序模块分段调试, 分段运行。该程序结构具有清晰、简捷、易懂, 便于模拟调试, 运行速度快等特点。 (2) 系统根据水位和峰谷时段控制原则, 自动实现水泵启动和停机。 (3) PLC自动检测水位信号, 计算单位时间内不同水位段水位的上升速率, 从而判断矿井的涌水量, 自动投入和退出水泵运行台数, 合理地调度水泵运行。 (4) 系统具有通讯接口功能, PLC可随时与监控主机通讯, 传送数据, 交换信息, 实现遥测遥控功能。

6 系统设计

本系统采用全分层、分布开放式系统结构。以保证各子系统选用不同计算机时的兼容性, 系统扩展和设备更新时的可移植性。计算机监控系统从功能上分为二层:泵站级控制层和负责完成电机泵组、配电站、公用设备等监控任务的现地控制层。现地控制LCU通过通信管理机与操作员工作站连接, 实现与泵站控制层的数据交换, 通信介质采用超五类网络线。

计算机监控系统是泵站的实时监控中心, 负责全泵站的生产自动化功能, 包括安全监视、控制操作等;并对历史数据进行处理, 包括运行报表、设备档案、运行参数等。

6.1 主机兼操作员工作站

系统配置1套监控主机兼操作员工作站, 采用台湾研华公司的工控机, 放于中控室内。用于监视全站的信息显示主接线图等各种实时数据和报表、事件顺序记录及各种故障信息, 控制全站机组的启停、断路器及电动隔离刀闸等的分合。操作员站可选用语音报警系统。配有全图形彩色LCD显示器、键盘、鼠标器。

主要配置如下:

C P U:3.0

主存贮器:1G

硬盘:160GB

光驱:16XDVD

附件:键盘、鼠标、声卡、网卡等。

显示器:22″液晶显示器

操作员工作站配置声卡、音箱和语音软件, 设置语音报警系统作为泵站监控系统的一部分, 对泵站故障和事故发语音报警, 提醒运行人员。具有语音报警、测试等功能。

6.2 打印设备

系统设置1台HP1008 A4激光打印机, 用于报表打印和操作及报警记录打印。

6.3 通信卡

通信卡作为泵站综合自动化系统的枢纽装置, 具有连接各种不同的智能采集控制设备和监控端, 协调各设备与监控端的数据和命令交互。具体来说, 它连接着间隔层的监控保护装置和各种智能采集设备, 收集系统模拟量、开关量、压力和温度等信息, 经规约转换后向泵站层的后台监控传送, 并通过模拟或数字通道远传调度;同时, 它接收后台监控或调度的控制命令, 转发给相应的智能设备, 完成控制端和间隔层设备的信息交互。

6.4 UPS电源装置

自动排水控制系统篇5

【摘要】给排水工程与人们的日常生活有着紧密的联系，因此对于给排水施工的安全以及质量控制也有着非常重要的意义。我国目前在给排水工程施工中依然存在着很多的问题和不足，这样也不利于我国给排水工程作用的发挥。本文主要介绍了给排水施工中控制工程安全和质量的相关措施，以供参考。

【关键词】给排水工程；施工安全；质量控制

给排水工程是建筑工程中不可缺少的重要部分，对于整个建筑的使用功能和质量也都有着直接的影响，为了更好的保证给排水工程的稳定性，施工之前就需要科学的做好设计工作。而我国目前建筑工程中给排水施工依然存在着一些问题和不足，比如施工人员的职业素养以及专业技能水平都达不到要求、施工不够规范引起的安全隐患等，这样都会直接影响到工程的质量，因此还需要采取相应的措施来加以控制。

1提高给排水施工安全和施工质量的重要意义

现如今，给排水工程在很多建设项目中都有着非常广泛的应用，而给排水工程的施工安全和施工质量对于人们的日常工作生活也有着很大的影响，并且也决定这水资源的利用效率，因此如何做好给排水工程的施工质量也是目前我们需要重点研究的内容。在给排水工程中包括了给水和排水两个部分，这两个部分对于整个系统的质量也都有着直接的影响，首先要保证做好工程施工材料的控制，这样也可以保证给水和排水的安全可靠性。同时，供水工程中是一切水管都要实现高压消防、生活供水的基本使用功能，其中排水工程包括了生活污水排放管以及清洁下水管等。工程中无论是给水管道还是排水管道都需要埋设在地下或者墙内，排水系统需要保证能够实现排水的基本功能，还要将雨水、污水等有效的排放到地下管道中。而由于供水系统和排水系统有着一定的复杂性，如果出现施工不当的问题，那么就会直接影响到人们的正常生活，同时也不利于水资源的利用，对于排水长的发展也会带来很大的影响。因此，在进行给排水工程施工过程中，保证做好工程的安全工作和质量控制也是我们需要重点考虑的内容。

2目前给排水工程施工中存在的问题分析

2.1施工材料质量达不到要求

现如今很多施工企业在施工时为了降低工程的成本往往都会选择一些价相对较低的塑料管，而塑料管的质量如果达不到使用的要求，那么在使用的过程中也很容易出现老化而造成的渗水现象，甚至一些材料在长期使用的过程中还会出现分解的现象，这样不仅会导致一系列的问题，同时也为人们的日常生活产生很大的影响，严重时还会造成严重的水污染。

2.2施工程序中存在的问题

给排水的施工安装需要严格按照指定的程序来进行，如果施工过程中不按照程序来进行，那么也难以保证施工的科学性、合理性，特别是在出现前后次序颠倒的现象时，那么管道的安装也就无法准确的安装到相应的位置，这样也会给给排水工程带来非常严重的质量隐患。

2.3给排水管存在着不匹配的现象

目前很多的施工大多存在着建筑的室外供水管以及建筑之间距离果园的问题，特别是在施工方实际使用的供水管管径与室内的水管之间没有形成正比关系，这样在给排水系统投入使用后，那么整个给排水的供水压力也会相应有所降低，整个系统的流畅度也会受到很大影响。

2.4排水管道的堵塞问题

排水管道堵塞在施工过程中也较为常见，然而施工过程中也常常被人们所忽视，其主要原因是给排水工程和建筑主体结构之间会存在交叉进行的现象，那么这样如果施工时出现一些碎石、垃圾等杂物进入到给排水管道中，就会造成给排水管道堵塞的问题。同时，一些人员在施工时还会降给排水管道当做是污水管道来进行使用，那么这样也会很大程度的增加了给排水管道堵塞的几率。在发生给排水管道堵塞时，给排水管道的检查和重新安装也非常复杂，不仅会影响到工程的顺利进行，同时对于工程的施工企业还会到来很大的经济损失。

3提高施工安全性和施工质量的相关措施

3.1完善给排水施工准备工作

（1）做好施工设计图纸的检查工作。施工前施工方要组织相关人员来对施工设计图纸进行全面的审核，技术人员还要按照给排水施工设计图纸来准备施工前的每一项工作，其中给排水图纸的设计内容必须要与工程的实际要求相一致，并且要避免出现遗漏等问题。（2）控制材料、成品的质量。施工中，严格控制给排设备以及材料的采购过程，确保材料本身的质量和安全性符合要求，同时尽可能的降低各方面成本。在对材料和设备加以管理期间，还需要对砂浆、水泥、塑料管材等方面的性能指标加以检验，确保材料与设计标准要求相符合，尤其是要保证合格证、测试报告的真实性。（3）提升参与人员的专业素质。施工人员作为给排水管道工程中的施工主体，其个人的思想、技术能力、综合素质都会对工程质量水平造成影响。因此，在正式进行给排水管道施工期间，所有参与工程的施工管理人员、技术人员，都需要进行培训。保证管理者应变能力、掌控能力、沟通能力的`完善；工程监理人员协调能力、职业道德的强化；施工技术人员施工技术的提升。这为给排水施工安全和质量提供了较大的保障。

3.2强化排水管道施工质量控制措施

生活污水排水管道通常是使用铸铁管、陶土管、塑料管等材料，其质量和个性必须要经过严格的检查。在实际施工期间，务必要依照设计的位置装设上伸缩节，但如果说设计没有明确要求，那么伸缩节位置的间距也需要控制在4m以上；排水管搭接处理期间，需要使用专门的配套胶粘剂；每一层立管都要设置相应的检查口，特别是管道的最底层以及最高层与卫生器具相连接的位置都需要设置上检查口，同时确保检查口朝向合理，便于后期的检修；管道的标高、坐标、允许偏差、立管垂直度误差、水平管纵横位置的弯曲误差都要确保与施工规范要求相符合；针对支架位置的卡箍、吊钩的具体位置以及间距进行精心的测量，以便于给排水管道工程施工顺利。

4结语

给排水工程是建筑工程中不可缺少的重要部分，对人们的生活有着直接影响，同时也会影响经济的发展与社会的稳定。随着社会的发展与人们生活水平的提供，对给排水工程的要求也要更加严格，所以相关企业及工作人员应该采取合理的方法与措施提高工程的安全和质量问题，保证工程的实用性与效益性。

参考文献：

[1]李志强.市政给排水工程施工管理的探析[J].水务世界,,06.

[2]蒋兴林.深圳市节水型居住建筑评价体系研究[D].合肥:合肥工业大学硕士论文,2011.

旋转滤网排水自动捞渣装置创新设计篇6

关键词：旋转滤网；捞渣；自动化

1 概述

对于以海水作为冷却水源的开放式循环水系统，循环泵入口设有一道旋转滤网，主要用来过滤海水中较大的海生物及杂物。每年春夏之交，水中海生物大量增多，水母类水生物极易附着在旋转滤网上，对旋转滤网的正常工作产生以下不利影响：①降低了旋转滤网的冲洗水的冲洗效率。导致旋转滤网前后差压很快升高，旋转滤网冲洗周期缩短。②部分水母会随海水从旋转滤网导向轮间隙处通过，从而引起二次滤网的差压上升，导致循环泵电流增大，电机耗功增加，凝汽器的冷却水量减小，影响凝汽器真空，使得机组热经济性下降。③水生物量大时需要清理人员全程不间断清理，否则排水沟极易堵塞；但在夜班时很难实现。④旋转滤网捞出的水生物因来不及清理大部分又返回前池，使前池内的水生物不断积累，形成恶性循环。鉴于此，开发一台捞渣装置，安装在旋转滤网排水沟，试图尽量清除捞出的水生物，消除或降低水生物对旋转滤网的影响。

2 捞渣装置设计思路

①装置的布置：捞渣装置宜因地制宜，沿排水沟方向布置于排水沟末端。②装置的材质选择：与还是接触部件采用316L不锈钢材质，以保证部件的奶腐蚀性；其余可采用碳钢材质。③滤网的自动清洗利用反水板反向导流使水流反向冲洗滤网。④利用槽轮结构的特点使排污槽做间歇性运动。⑤利用凸轮结构的特点使排污槽做往复运动。

3 捞渣装置结构及工作原理

在排水沟出口至回前池位置装设半圆形滤网，将滤网均匀分为三个区间并设置30mm高的隔断；滤网前设置自动反冲洗排污管，排污管可与滤网每个区间隔断形成一个封闭区域；滤网后对应位置设置反水板，排污口设置渔网收集捞出的海生物；过滤后的海水返回前池。排污管及反水板由驱动机构带动做往复间歇运动。

该装置实现滤网的自动反冲洗功能借鉴自动反冲洗二次滤网的结构，在驱动机构间歇停止期间，排污管与滤网的区间隔断形成一个封闭区域，通过滤网的部分海水被反水板的遮挡由滤网后回流至滤网前排污管，将滤网上的海生物的反冲洗到排污管中收集。驱动机构不断间歇往复运动，带动排污管转动逐个清理滤网的不同区域，最终实现自动清理滤网和收集海生物的目的。

4 驱动机构结构及工作原理

驱动机构由槽轮组、凸轮、连杆组合而成，槽轮组实现间歇运动的功能，凸轮和连杆机构实现往复运动的功能。

槽轮采用四槽单销槽轮组，以对应滤网的三个区间，间歇期滤网区域与排污管形成封闭空间，以保证反冲洗水的压头，实现反冲洗滤网的功能。间歇期的存在保证了滤网的反冲洗效果。

凸轮与连杆组合做往复运动，凸轮转动90°连杆转动60°，由此实现间歇位置与滤网位置的对应。

传动机构运动位置图

5 槽轮结构的设计

槽轮机构具有结构简单，易加工，工作可靠，转角准确，机械效率高的特点。槽轮机构一般应用在转速不高、要求间歇地转过一定角度的分度装置中，适合在本装置上使用。

单臂外啮合槽轮机构（见上图）由带圆柱销的转臂、具有4条径向槽的槽轮和机架组成。当连续转动的转臂上的圆柱销进入径向槽时，拨动槽轮转动；当圆柱销转出径向槽后，槽轮停止转动。转臂转一周，槽轮完成一次转停运动。为了保证槽轮停歇，在转臂上固接一缺口圆盘，其圆周边与槽轮上的凹周边相配。这样，既不影响转臂转动，又能锁住槽轮不动。

6 电气部分

装置选择1kW减速电机，转速20转/分钟，较低的转速能够保证滤网的冲洗效果；设置启动按钮、停止按钮、联动、手动切换按钮。

7 捞渣装置的运行和停止

捞渣装置可以设置为手动启停，也可设置为与旋转滤网联动。

8 成本分析

制造、运行成本：捞渣装置机械部分加工成本为2000元，电气部分成本1500元，每天约运行8小时，年运行成本为1500元。节约成本：按每天约运行5小时计算，每天可节约1个人工费用。预计2-3个月即可回收成本。另外对于减小二次滤网的差压所产生的间接经济效益则远大于直接经济效益。

9 总结

自动反冲洗捞渣装置，利用槽轮机构、凸轮机构、连杆机构的特点，实现捞渣装置的间歇往复运动。捞渣装置的使用，不仅可以清除部分前池的水生物，提高旋转滤网可用性，降低二次滤网的差压，还可以节约人工成本，具有良好的经济价值。

基于PLC的矿井自动排水系统设计篇7

随着计算机控制技术的迅速发展,以微处理器为核心的PLC控制已逐步取代继电器控制,普遍应用于各行各业的自动化控制领域。煤炭行业也不例外,但目前煤矿井下主排水系统仍多采用继电器控制,水泵的开停及选择切换均由人工完成,还做不到根据水位或其它参数自动开停水泵,这将严重影响井下主排水泵房的管理水平和经济效益的提高。随着矿井信息化、自动化建设的推进,矿井排水子系统将逐步实现无人值守自动运行功能。以下就PLC矿井自动排水系统设计原则、控制原理及系统的功能和特点作详细介绍。

1 系统设计原则

1.1 安全可靠性

(1)拥有远端控制及就地控制两种控制方式,当集中控制柜与远端监控平台通信中断时,自动转入就地控制方式。就地控制方式又可分为就地集中控制及就地手动控制。(2)全方位监控电机、水泵、起动柜、真空系统等各环节,对系统出现的异常能够提前给出预警。(3)按照规定的程序对水泵进行自动起、停。(4)选用可靠的控制元器件,水泵房控制核心选用西门子公司的PLC S7-300,继电元件选用施耐德公司的器件。

1.2 先进性

(1)采用光纤环网通信技术取代了原来的总线传输技术,使得数据传输更加快捷、可靠。(2)采用组态软件控制技术取代了VC编程技术,不仅使可靠性大为提高,而且使程序更加具有通用性,也使系统的二次开发及扩容变得更加规范、容易。(3)遵循矿井综合监控系统标准子系统接口规范,使得该系统可以非常容易地并入矿井综合监控系统中,与其它子系统实现数据的共享。

1.3 经济性

(1)将电价的避峰填谷原则引入水泵启动算法中,使得水泵耗能处于最经济的状态。(2)对水泵的运行时间进行累计,每次起动累计运行时间最小的水泵。这样就实现了水泵的均匀磨损,避免了某台水泵经常使用造成设备疲劳,同时避免了某台水泵长期不使用造成生锈。(3)通过对水井水位的起动水位、报警水位、超限水位、停机水位的设定,在保障水井水位绝对安全的前提下,水泵的起动次数达到了最少。(4)由于本系统是按照无人值守的原则进行设计,所以现场无需人员进行值守,这样就节省了大量的人力资源。系统结构图如图1所示。

2 加装的辅助装置及器件

除安装PLC控制等核心装置外,在泵房原有基础上还应加装以下装置和器件:

(1)在每个水泵出水管路安装压力传感器。

(2)安装6个贴片式磁钢温度传感器,检测水泵及电机的前、后轴温度,水泵回水温度。

(3)每个水泵配套的射流装置的阀门应安装手、自动电磁阀。

(4)在水泵的吸水管安装一个真空度传感器。

(5)每个吸水池安装一个投入式液位传感器,以确认水泵吸口真空度。

(6)在水井安装一个非接触式超声波液位传感器,作为控制水泵起动的主要数据。

(7)闸阀配置为既可电动又可手动的智能型电动闸门。

3 系统控制原理

该无人值守系统以水井水位作为水泵起停的基本条件,在此条件满足的前提下,再根据均匀磨损、电价避峰填谷的原则实现水泵的起停。该原理为:

首先设定4个水位限值H1、H2、H3、H4(如图2所示),当水位达到报警水位时,首先对电网的负荷进行监测,若处于用电谷段或平段时,可以立即起动;若处于用电峰段,则暂缓起动。当水位继续上升至超限水位时,则不论电网负荷如何,必须立即起动水泵。若水位继续上升到超限水位时,则表明一台水泵的排水量已不足以排除矿井出水,以矿井的最大排水能力来排除矿井涌水。不论投入几台水泵,水位必须下降到低限水位方可停泵。即当PLC读取的水井水位值为H4时,表示水井水位低于低限水位,水泵机组将不投运;水位值不小于H3,并且时间为电价谷段或者平段时间,一台水泵机组投运,如果为峰段时间,则等待水位上涨到H2时再投入一台水泵机组运行。当一台机组处于运行状态时水位仍然上涨到H1,则继续投入一台机组运行,如果水位仍然上涨,则陆续投入所有水泵。机组运行至水位下降到H4时,水泵机组退出运行。程序流程如图3所示。

4 系统功能及特点

(1)PLC控制程序采用模块化结构,系统可按程序模块分段调试,分段运行。该程序结构具有清晰、简捷、易懂、便于模拟调试、运行速度快等特点。

(2)系统根据水位和压力控制原则,自动实现水泵的轮换工作,延长了水泵的使用寿命。

注:N为投入运行水泵的台数;H为实时水位。

(3)系统根据电网负荷和供电部门所规定的平段、谷段、峰段供电电价时间段,以“避峰填谷”原则确定开、停水泵时间,从而合理地利用电网信息,提高矿井的电网运行质量。

(4)P LC自动检测水位信号,自动投入和退出水泵运行台数,合理地调度水泵运行。

(5)监控主机上动态监控水泵及其附属设备的运行状况,实时显示水位、流量、压力、温度、电流、电压等参数,超限报警,故障画面自动弹出,故障点自动闪烁。具有故障记录,历史数据查询等功能。

(6)系统具有通信接口功能,PL C可与地面监测监控主机通信,传送数据,交换信息,实现遥测遥控功能。

(7)系统保护功能有以下几种。超温保护:水泵长期运行,当轴承温度或定子温度超出允许值时,利用温度保护装置及PLC实现超限报警;流量保护:当水泵起动后或正常运行时,如流量达不到正常值,利用流量保护装置使本台水泵停车,自动转换为起动另一台水泵;电动机故障:利用PLC及触摸屏监视水泵电机过电流、漏电、低电压等电气故障,并参与控制;电动闸阀故障:由电动机综保监视闸阀电机的过载、短路、漏电、断相等故障,并参与水泵的联锁控制。

(8)系统控制具有自动和手动检修2种工作方式。自动时,由PLC检测水位、压力及有关信号,自动完成各泵组运行,不需人工参与;手动检修方式为故障检修和手动试车时使用,当某台水泵及其附属设备发生故障时,该泵组将自动退出运行,不影响其它泵组正常运行。P LC柜上设有该泵的禁止起动按钮,设备检修时,可防止其他人员误操作,以保证系统安全可靠。

(9)系统可方便地与矿井其他监控系统互联。预留足够的升级接口,能很容易地接入排风系统监控、瓦斯报警系统监控、视频系统监控等。

5 结论

该设计方案已在北宿煤矿中央泵房实施应用,就运行情况来看,该系统运行稳定正常,实现了对矿井主排水系统的全自动控制,节省了人力资源,达到了避峰填谷节能的目的,符合矿井信息化、自动化建设要求,具有一定的推广应用价值。

参考文献

[1]李泽松.井下水泵房自动排水系统研究[D].太原:太原理工大学,2005

[2]刘善增.PLC控制系统的可靠性设计[J].工业控制计算机,2004,(07)

泵房排水自动化监控系统研究篇8

关键词：泵房,排水,自动化,监控系统,研究

1 泵房排水系统主要结构

1.1 为了保障水泵能够安全、稳定、有

效的运行, 就要对水泵运行过程实行自动化运行管理。水泵自动运行控制系统主要是包括数据采集、水泵进行自动更换、水泵能进行自动控制、显示运行状态、对出现的故障进行报警提醒、对数据进行上传等等。其中对数据的采集主要是对电流和电机、电机的温度、水泵的温度、开闸阀、进出水口、水位、排水的流量、电机的运行状态、电机出现的故障等进行检测。

1.2 其中数据主要是利用传感器采集

信息放入plc中进行有效地处理, 在通过录入的程序进行数据的处理过程, 当出现操作上的执行命令以后, 再将数据传到网络上进行设备监控。

1.3 为了避免水泵和电气设备因为受

潮不能正常的做好排水工作, 泵房排水系统开始进行轮换自动工作, 程序会根据泵房排水的特点和运行的时间进行自动的记录统计, 排水系统根据记录的数据自动开停水泵, 这样有利于泵房排水有规律的运行, 如果泵房排水的过程中出现了故障, 系统就会自动的停止工作, 这时排水系统就会明确新的排水方向, 水泵在排水的过程中会自动进行工作转换, 如果故障很明显, 系统还能发出故障报警的信号, 这样就有利于及时处理故障。

1.4 泵房排水系统主要是将plc作为

控制的主站, 主要是一种模块性质的结构, 主要是由数字量、模拟量以及通讯设备组成。这种方式是实现泵房排水自动化的主要方式, 能够对水位的高低进行及时掌握和处理, 同时还可以利用用户安排的时间来完成模型, 科学合理的调整水泵运行模式, 利用自动化处理方式, 调整水泵的运行状态和运行规律。

1.5 对泵房排水系统故障情况采用动

态显示的方法进行, 主要是利用系统的动态结构以及检测系统报警信号, 对泵房排水系统的工作状态等进行检测, 利用图形和数字的形式对排水的流量自动记录出现故障的基本类型, 同时还能够记录时间, 对每一台水泵的功率以及流量进行记录, 这样做以便于及时修复破损的水泵。

1.6 利用plc与操作面进行通讯, 把水

泵日常工作状态和数据参数传送到操作面, 通过搜集数据, 掌握水泵的工作状态, 当参数传输到地面, 就会显示出一些图形和数字, 这些图形和数字是一种直观的界面形式, 利用地面上的监控系统, 对煤矿的安全性生产实行自动化控制, 并形成一定的控制网, 这样方便实际操作人员对排水设备的管理, 并且检测排水设备的数据和工作状态, 同时可以利用排水系统的自动化控制掌握相关信息, 实现井下排水的安全性生产过程。

1.7 对水泵的控制分为主站控制与分

站控制两个部分, 其中控制主站主要是由两个plc彩色的显示界面、显示一定的工作状态等组成的, 主要是对界面状态进行及时记录, 同时, 通过水泵工作状态以及传送的指令, 实行远距离的自动化控制方式。

2 泵房排水自动化监控系统的特点

2.1 有利于管理。

泵房排水自动化监控系统采用在线监控管理的形式, 能够及时发现水泵运行状态是否完好, 有利于检测, 这样省去了人工对泵房的看管问题, 利用网络系统对泵房排水系统进行监测管理。

2.2 在控制上比较灵活。

在实际的工作中可以根据完全不同的环境, 根据水位的运行状态, 当遇到故障的时候, 可以通过手动的方式进行维修, 在控制上比较灵活。

2.3 能使水泵的寿命延长。

依据水泵控制的基本原则, 对水泵进行更换, 这样做有利于水泵长期使用, 通过选择不同的排水方式, 减少水泵经常启动而导致积水繁多, 对水泵进行科学合理使用, 这样做能够使水泵的寿命得到延长, 也方便使用。

3 泵房排水自动化监控系统的基本要求

3.1 要具有防爆的能力。

泵房排水自动化监控系统, 如果遇到特殊的环境, 要考虑煤矿生产安全的基本要求, 要了解其主要的控制系统一定要具有防爆的能力, 只有这样做才能保障煤矿生产的安全性。

3.2 要适时显示水位检测情况。

泵房排水自动化监控系统的主要工作就是要对水位信号进行控制, 同时还要了解水位的变化情况。在日常的工作环境下, 检测系统要对水位进行监视, 当遇到危险的时候就要及时发现和处理。

3.3 注意水泵启停的平稳度。

在工作中水泵的启停有个平稳的过程, 要将水泵平稳的打开, 平稳的关闭, 在刚启动的过程中, 要参照运行的参数进行, 如果没有按照系统运行的参数进行, 那么系统就不能达到最佳的运行状态。

3.4 水泵要适时更换。由于泵房水泵

是在一起进行工作的, 期间有着密切的联系, 但是从使用的性能上来说, 经常用一个水泵, 会闲置了其他水泵的使用, 水泵运行过程中如果出现了问题, 那么就应该有备用的水泵进行及时更换调整。因此, 泵房排水系统应该进行科学合理的运用水泵设备, 避免水泵长时间的被闲置。

3.5 优化并且控制水泵的运行状态。

优化并且控制水泵的运行状态, 能够提高水泵的运行效果, 我们要根据煤矿生产的基本特征以及水泵水量的大小, 同时还要杜绝很多水泵一起进行开启的过程, 要在很大程度上从煤矿生产的安全性方面进行考虑。

4 与以往传统的排水系统相比具有的优越性

4.1 效率高, 可靠性强。

泵房排水系统实现了自动化的过程, 在具体的工作中不会依赖人工来进行完成整个工作的状态, 省去了很多劳动力。对水位、水量的大小进行判断不用人工进行操作了, 实行了自动化的监控方式, 具体的工作环节与以往的相比变得非常简单。

4.2 工人工作强度小。

泵房排水自动化监控系统避免了人工操作不能完成的劳动强度。在传统的泵房排水系统中依赖更多的劳动力, 几乎每个工作环节都会涉及到大量的劳动力。泵房排水自动化监控系统每个工作状态都是进行自动化的控制, 每个环节出现了差错都会很快的收到报警信号, 在最短的时间里对系统进行检查和维护。

结语

煤炭的生产和发展是我国重要的产业之一。伴随着我国对煤炭行业的快速发展, 煤炭生产的安全性受到国家的高度重视, 一旦安全问题经常出现, 将阻碍煤炭产业的顺利发展。泵房排水自动化监控系统的研究提高了煤矿产业生产的安全性, 这种系统提高了自动化的程度, 通过科学技术发展进步和泵房排水自动化监控系统的研究, 延长了水泵使用的寿命, 在工作中具有着可行性。

参考文献

[1]贾平.煤矿排水系统节能技术改造[J].陕西煤炭, 2001 (3) :37-38.

简易水箱进排水自动控制电路的设计篇9

在人们日常生活供水中, 房顶水箱水位若由水电管理人员进行管控, 非常麻烦, 并且时常出现高层楼房断水或水箱溢水等事故, 为了解决经常停水和有效地避免水资源浪费, 经常会设计一个适用于城镇居民楼房, 特别是农村住宅楼房生活用水水箱水位控制器。但如何将此实际应用引入课堂, 将理论知识与实际相结合, 提高学生的理解能力和知识的综合应用能力, 真正做到学以致用, 本设计根据模电基础电路工作原理, 结合数字电路特点, 设计了一套自动控制系统, 可以实现水塔、水箱、水站等自动控制进排水操作, 并引入555时基电路, 作为排水延时电路, 可自动选择排水, 并外接一个控制端口电路可实现可编程控制。

1.电路组成

该简易水箱进排水自动控制电路主要由电源电路、检测电路、控制电路、延时电路等4部分组成。

电源电路:由降压变压器T、整流二极管D1-D4、三端稳压集成电路7812、三端稳压集成电路7805等组成, 电路采用低电压控制。

检测电路:由水位的探头V1、V2等组成。

控制电路:由反相器U4、U5、继电器RL1、RL2、RL3、三极管V3、V4、V5等组成。

延时电路:由时基电路NE555、点动开关等组成。

该简易水箱进排水自动控制电路所涉及元器件不多, 结构比较简单, 但是他囊括了电气自动化众多知识, 是学生综合知识的一种实践锻炼, 对专业教学知识是一种补充和检验, 对教学工作能够起到很大作用。具体电路组成如图1所示。

2.工作原理

(1) 220V市电经T降压后, 经由D1-D4组成的桥式整流电路整理, 再经图1简易水箱进排水自动控制电路C1滤波后形成+15V直流电压, 产生的+15V电压一路经过三端稳压集成电路7812后输出+12V电压供给反相器, 非门电路、延时电路、继电器等另一路经R1分压限流后经三端稳压集成电路7805稳压输出+5V供给检测电路。

(2) 接通220V电压 (如图2所示)

(1) 进水:此时V3饱和导通, K2绕组RL2得电, 继电器触点吸合, 进水电机M2工作, 开始向水箱抽水。

当水位达到预定高度后, 水位检测探头的两个极片经水导电而有电流通过, V1的基极产生导通电流Ib使V1导通→V2导通, 从V2集电极产生的高电平一路加至反相器U4和U5, 另一路经R3限流后加至V5的b极, 迫使V5饱和导通, 继电器RL3由常闭进入常开状态, 使V3由导通变为截止K2由常闭变为常开, M2进水水泵断电, 停止进水。

(2) 排水:当需要排水时按动点动开关, NE555触发开始延时工作 (3) 脚输出高电平, V4饱和导通, 排水指示灯亮, K1的RL1得电吸合触点由常开变为常闭, 排水泵M1得电工作开始排水, 当水位低于预定高度后, V1由导通变为截止V2也截止, 反相器U5, U4输出高电平→K1断电触电断开, M1断电停止工作, 此时, M2得电开始进水, 进入下一个循环过程。

(3) 水泵电动机。为保证水泵可靠长期地工作, 在水泵电动机控制电路中设计一工作一备用两台给水泵, 互为备用, 定时交替工作。

结论

本设计将供排水系统这一实际应用引入课堂, 将理论知识与实际相结合, 提高了学生对知识的理解能力和对知识的综合应用能力, 真正做到了学以致用。本电路结构简单实用, 造价低廉, 适合电子技术学生使用, 通过学生自己动手组装调试, 可以很好地掌握模电数电基本工作原理及自动控制电路原理。

该设计电路经焊接、安装、调试, 效果良好, 基本能够模拟住宅楼房生活用水水箱水位控制。

该简易水箱进排水自动控制电路以简单、实用为主要目的, 因此与实际生活中的恒压供水系统还有一定区别, 但是该简易水箱进排水自动控制电路的设计为后期进一步研究奠定了基础。

参考文献

[1]周玲, 钟义广.一种简单实用的水位自动控制系统设计[J].中小企业管理与科技 (上旬刊) , 2010 (2) :218.

[2]曹琦.一种节能的变压变频供水系统[J].变频器世界, 2006 (7) :133-137.

自动排水控制系统篇10

晋煤集团赵庄二号井是一座年产90万吨煤的现代化矿井,矿井主排水泵房安装有5台MD155-67*9型主排水泵,配套电机功率为450 kW,电压等级为10 kV。选用QJG1-200/10型高压磁力启动器,采用PLC控制技术自动监测水仓水位,自动控制水泵适时启动、停止,合理调度轮换工作,实现了水泵的自动控制。

2系统组成

2.1 系统网络结构图

主排水泵自动控制系统网络结构图见图1。

2.2 系统采集的监控信号

(1)开关量输入信号有:

水泵的开停状态、故障状态、远控状态;每个阀的开状态、关状态、过扭矩、故障状态、远控状态;真空泵的运行状态、故障状态;操作人员的控制指令、检修指令、测量液位的报警状态。

(2)开关量输出信号有:

控制水泵电机的启、停信号;控制电动闸阀的开、停信号;控制电动球阀的开、停信号;控制真空泵的开、停信号。

(3)模拟量输入信号有:

水仓水位;水泵抽水真空度负压和管网压力;电机轴承温度;水泵轴承温度;管网排水流量。

2.3 系统的基本特点

系统的基本特点如下:①选用先进的PLC控制器,并配以以太网通讯模块,实时性好,数据处理速度快;②能够通过检测水仓水位和其他工况设置,自动控制水泵轮换工作与适时启动备用泵,使各水泵及其管路的使用率分布均匀,减少了故障率;③具有多重可靠性措施,设置了系统故障联锁状态及应急预案,维护量非常少,能够达到减人提效、无人值守的目的;④可扩展性强,可随时增加节点。

3系统功能

3.1 自动控制功能

(1)通过自动检测水仓水位及相关参数,达到了自动控制水泵适时启动、合理调度轮换工作、及时报警的目的。

(2)采用超声波水位仪和投入式水位传感器两套设备同时工作、互为参考,编制逻辑选择程序,避免水位传感器故障造成的严重后果,并实时报警,实现了水位的自动监测。

(3)实现了水泵自动运行。水泵运行前需要进行水位检测、供电参数检测、水泵循环使用记录及管网压力检测、负压检测等工作,全部符合要求时才会对水泵进行运行控制。

(4)自动监视水仓水位的变化,在高水位开启一台水泵排水,当水位达到上限时陆续启动多台水泵排水,低限时陆续停泵,实现了水泵自动开停控制。

(5)控制程序将水泵启停次数及运行时间和停车时间等参数自动记录并累计,根据这些运行参数按照一定顺序自动启、停水泵,使各水泵的使用率分布均匀。同时将故障泵自动退出轮换工作,其余各泵继续按一定顺序自动轮换,达到了有故障早发现、早处理,以免影响矿井安全生产。

(6)当系统设备出现故障时,通过上位监控画面及时向工作人员提供声光报警,以便及时采取措施。

3.2 半自动控制功能

根据实际需要可以切换到半自动控制方式。在此方式下,操作人员可以在上位操作员站手动启停水泵及相关设备。

3.3 就地控制功能

当各设备工作方式切换到就地位置时,可以人工就地控制设备的启停,该功能可用于设备的检修。