集水井排水泵自动控制回路改造.doc

集水井排水泵自动控制回路改造摘要：本文介绍集水井排水泵新自动控制回路，新集水井排水泵自动控制回路有针对性地选择使用元器件，使旧集水井久而未决的问题得到解决。关键词：水位传感器，监控系统，流程图，WP-80液位控制仪1 引言集水井位于大坝底层尾水位以下，是收集水轮机顶盖漏水、水轮机层生产或生活漏水、尾水人孔漏水、大坝渗漏水等，然后通过高扬程排水泵将集水井收集的水排到尾水下游。集水井排水泵的自动控制回路是水电厂众多自动控制中的重要控制回路之一，它的安全可靠运行是水电厂安全运行的重要一环。2 集水井排水泵旧自动控制回路存在问题集水井排水泵旧自动控制回路主要由水位电极、水位继电器、交流接触器、中间继电器、盘面指示灯、冲击继电器、电铃等组成。工作原理是水位继电器将交流220V降压整流成直流50V电源接到水位电极的两极，当水将自动电极浸没时，水将电极导通，水位继电器动作，接通水泵交流接触器控制回路，水泵运转抽水，当水位降落到返回电极以下时，返回水位继电器失电复归，切断水泵交流接触器控制回路，停止水泵。由于这些元器件的运行环境、特性等，在运行过程中存在以下问题：（一）因为水位电极一直带电，所以集水井也是带电的；（二）水位电极通过水道通，这样会发生电解化学反应，腐蚀电极和连接电极的导线，导线经常被腐蚀断，造成误动或不动；（三）水位继电器内部接点容量不足，接点粘连时有发生，造成水泵抽水不会停，或频繁启动水泵；（四）报警采用信号灯和冲击继电器、电铃，因为离中控室较远，信号不容易被发现，虽然经改造将信号引至监控系统，但信号不全，不能满足安全和少人值守的要求；（五）中间继电器使用380V电源，通现在采用弱电控制的发展趋势不符，也不安全；（六）由于以上问题，维护人员的维护工作量增大。曾经有一次，连接水位电极的公共线被腐蚀断，因为没有公共线，造成水泵不会自动启动，信号也没有反映出电极的公共线断了。幸亏巡检人员发现及时，马上手动启动水泵抽水，才避免了水淹厂房事故。为了适应无人值班（少人值守）的要求，针对集水井排水泵自动控制回路进行改造。3 集水井排水泵新自动控制回路为了使集水井自动控制回路有更高的安全性、可靠性，测量回路采用先进的压力传感器；控制采用两路独立的控制方式，一是监控系统自动控制方式；二是常规自动控制方式。3.1 测量回路测量回路采用进口的森纳士（SENEX）压力工具有限公司生产的型号为DS1300-QS潜水性压力传感器。该传感器量程04米，工作电压936VDC，输出4-20mA，误差不超过0.5% 。该传感器具有防潮、防揭露、防渗漏功能，全不锈钢焊接结构，坚固不腐蚀。全封闭电路，具有三高一强特点：高性能、高稳定性、高灵敏度，抗干扰能力强，且电源与周围环境绝缘，绝缘大于1000M；体积小、接线简单，只需要接两根线（两线制传感器），导线采用耐腐蚀电缆，非常适合集水井这个恶劣环境。使用这种潜水型压力传感器代替使用电极测量水位的方式，解决了集水井带电和电极电化腐蚀问题。3.2 水泵自动控制回路3.2.1监控系统自动控制方式（LCU控制方式）3.2.1.1核心部件及自动回路动作过程核心部件使用南瑞上位机和SJ-600智能市分布式现地控制装置。上位机实现人机对话，SJ-600实现模拟信号、开入信号的采集处理并实现自动控制，再通过以太网（光纤）与上位机通讯，将各种模拟量信号、控制信息、报警等传到上位机，实现远方监视、控制。SJ-600主要由MB1000系列模件和主控单元（CCU）模件、电源单元以及开出继电器组成。MB1000系列模件与主控模件通过CAN网相连组成LCU。SJ-600模件性能指标高、是适用范围广，结构简单便于安装，免调试维护；总线及I/O支持带电拔插，光电隔离，全封闭设计，防尘、防静电、放电磁干扰。本单元采用交直流双供电，经电源单元整流24VDC、5VDC电源供电。在总电源消失后，再来电时系统自启动恢复工作，无须人员参与装置本身的恢复工作。SJ-600能够实现数据的采集、处理及自动控制功能，并有很强的通讯功能，可实现远程登录修改数据库，完全能满足水电站辅助设备自动控制、监测和少人值守的要求。使用它，接线、组态简单。将压力传感器的两根线分别接到SJ-600的模拟量输入应端子，则MB1040模拟量采集模件自动采集信号并加以处理，以及开关量输入模件采集的信号经CAN网传至主控单元，主控单元按照组态的数据库启动源启动顺序流程，开出模件MB1030接通（断开）开出继电器电源，开出继电器接通（断开）水泵控制回路，由此实现自动控制。主控模件将各模件传来的各种信息打包传给上位机，主机向各操作员站广播，在登录窗口、一览表登录报警信息，在相应画面显示水位情况，以及接受操作终端发来的控制信号。如图1（设备连接框图）：图1模拟量水位信号DC24V开入信号上位机主机操作员站CCUMB1040MB1030MB1020DC24V开出LCU（SJ-600）3.2.1.2顺控流程图SJ-600使用顺控流程图来组态各个顺序控制程序。顺控流程图是用规定的图形来描述一个顺序控制过程，只要用流程图组态出一个控制全过程，那么相应的控制程序已完成。流程图直观，便于修改，易于接受。只要在流程图中引用SJ-600数据库中不同测点信号，比如自动位置、备用位置、远方、就地、热继电器动作、接触器动作等开关量信号，以及水位、电流等模拟量信号，就可以任意组合出所需要的设备动作的顺序控制。在流程图中还可以增加所需要的报警信号。只要流程图组态好，数据库定义好启动源，则到启动条件，自动按流程图一步一步地执行。如图2（#1排水泵流程控制简图）：#1排水泵工作图2NNYBYNY开始设定时器11800，LOOP报警：进入集水井排水泵自动启动流程水位0.4米置本控制忙投顺控使能启动#1排水泵报警：#1排水泵启动工作B复归#1派水泵开出复归本控制忙复归顺控使能清定时器1流程不忙结束报警：#1排水泵未启动，请检查报警：水位降不下，请检查3.2.2常规水泵自动控制回路核心控制部件采用进口的高可靠性的WP-80测量显示控制仪。该控制仪采用先进的微处理器进行智能控制，可对液位的检测信号进行显示控制，并能对各种非线性输入信号进行高精度的线性校正，可以修正因为水位波动带来的偏差，输入输出回路采用光电隔离，具有良好的抗干扰能力，输入信号为二线制4-20mA，输出信号为开关量ON/OFF带回差，可以选择上限、下限、或上上限、下下限控制或报警输出，而且可以自由设定。本装置采用卡入式结构，体积小，只有160Cmm*80mm*115mm，安装接线方便。设置简单，只要设定两路输出的上限和回差，就可以实现满足水泵的自动/备用启停。开出接点为DC24V/6A，实现弱电控制；具有高亮度LED数码显示，可以显示水位情况，可达毫米。本装置同样具有来电系统自恢复工作功能，无须人员参与本装置恢复工作。如图3（液位控制仪背面接线图）：11521631741851962072122 823 924102511261227132814DC24V4-20mAAC220V图34 结束语集水井水泵自动控制系统经过改造，将传统的继电器逻辑控制改为微机智能化、顺序控制，能可靠地自动完成各种工况的控制和信息处理、传递；适应时代要求，将强电控制改为DC24弱电控制；采用监控系统控制和WP-80测量显示控制仪控制，实现互为备用，提高可靠性；而且新控制回路