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小型泵站无人值守PLC自动控制系统

文章出处:森尚科技(上海)有限公司人气:-发表时间:2019-06-15 00:00:00【
摘要 : 针对中、小型泵站自动控制系统运行的一般特点,提出了采用plc为控制核心的控制方案.该方案成本低,管理、维护和操作简单易行,便于在广大农村中、小型泵站中推广应用.并以实例形式介绍了可编程序控制器(plc)小型自控系统的组成。关键字: 小型泵站 自动控制系统 可编程序控制器(plc)  引言  总装机容量1000kw以下的小型泵站在农田水利、防洪排涝泵站中占有相当大的比例,采用传统的单机控制

       针对中、小型泵站自动控制系统运行的一般特点,提出了采用plc为控制核心的控制方案.该方案成本低,管理、维护和操作简单易行,便于在广大农村中、小型泵站中推广应用.并以实例形式介绍了可编程序控制器(plc)小型自控系统的组成。关键字: 小型泵站 自动控制系统 可编程序控制器(plc)  引言  总装机容量1000kw以下的小型泵站在农田水利、防洪排涝泵站中占有相当大的比例,采用传统的单机控制和集中控制方式,运行管理成本较高,尤其在装机容量100kw以下的农田灌溉和作物喷管工程中的群布式小型泵站,使用人工值守运行,运行人工费用占运行成本较大比例。为了降低小型泵站运行费用,提高小型泵站的自动化程度,根据小型泵站的运行工艺特点,采用可编程序控制器(plc)进行控制,通过设定运行程序对整座泵站进行运行和监控,实现半无人值守或无人值守。通过无线传输设备联网,可以实现数十公里范围内多泵站无人值守泵站群控运行,大大降低小型泵站运行人工费用,让有限的运行费用更多的用于泵站设备改造、维修和维护,更有效提高泵站设备完好率和可用保证率。  一、数据自动采集与检测  数据自动采集与检测主要分为两类;模拟量数据和数字量数据。  模拟量检测的数据主要有:水位、电机工作电流、水泵轴温、电机温度、流量;数字量检测的数据主要有: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。  数据自动采集主要由plc实现,plc模拟量输入模块通过传感器连续检测水仓水位,将水位变化信号进行转换处理,计算出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,控制排水泵的启停。电机电流、水泵轴温、电机温度、排水管流量等传感器与变送器,主要用于监测水泵、电机的运行状况,超限报警,以避免水泵和电机损坏。plc的数字量输入模块将各种开关量信号采集到plc中作为逻辑处理的条件和依据,控制排水泵的启停。  在数据采集过程中,模拟量信号的处理是将模拟信号变换成数字信号(a/d转换),其变换速度由采样定律确定。一般情况下,采样频率应为模拟信号中最高频率成分的2倍以上,这样经a/d变换的精度可完全恢复到原来的模拟信号精度。a/d变换的精度取决于a/d变换器的位数。同时,plc所采用的a/d模块均以积分方式变换,可使输入信号的尖峰噪音和感应噪声平均化,适用于噪音严重的工业场所。  二、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。  (3)、系统可根据投入运行泵组的位置,自动选择启动就近的真空泵,若在程序设定的时间内达不到真空度,便自动启动备用真空泵。  (4)、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。  (5)、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。  (6)、在触摸屏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。  (7)、系统具有通讯接口功能,plc可同时与触摸屏及地面监测监控主机通讯,传送数据,交换信息,实现遥测遥控功能。  (8)、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,通过温度保护装置及plc实现超限报警。  流量保护:当水泵启动后或正常运行时,如流量达不到正常值,通过流量保护装置使本台水泵停车,自动转换为启动另一台水泵。  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。  (9)、系统控制具有自动、半自动和手动检3种工作方式。  三、 系统方案  1、生产流程分析  以一座装机容量为6台37kw的某小型排涝抽水泵站为例,其作业流程如图1所示。  该类型泵站主要以水泵轮流循环作业,根据泵站进水前池来水量及水位高低,自动调整投运水泵数量,保持进水前?

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