1 引言
泵站在运行、检修过程中,需要及时排出泵房内各种积水,其中一部分可自流排出泵房外,大部分则汇集到集水井,然后由排水泵排出泵房。为了保证泵房不致受淹或受潮,需要对排水实现自动控制,其基本要求包括:
(1)排水泵能自动启停,保证集水井水位在规定范围内;
(2)当集水井水位在规定的最低水位时,排水泵能自动停转;
(3)当工作排水泵故障,或来水量增大、集水井水位升至备用排水泵启动水位时,备用排水泵能自动投入;
(4)排水泵之间能互为备用运转,当备用排水泵投入时,能发出警报信号。
本文结合工程实践,设计了一套泵站集水井自动控制系统,具有结构简单,运行高效,维护方便、造价低廉等特点,适应泵站“无人值班、少人值守”的发展要求,抛砖引玉,以期为我国泵站自动化发展尽一份力量。
2 系统硬件配置
该系统结构如图1所示。设备部分主要由排水泵(一用一备,单机流量100m3/h、扬程30m)、电机(2×30kW,软启方式)、压力表(2台)、闸阀(10台)、蝶阀(2台)、逆止阀(2台)、仪表阀(2台)等构成。控制部分主要由PLC、水位传感器、上下限开关、报警装置、断路器、接触器、热继电器、温湿加热器、选择开关等构成,其中,PLC采用micro系列,通过RS-485接口与上位机通讯,AI≥5,DI≥16,DO≥8;水位传感器采用投入式静压液位变送器,量程0~5m,测量精度1‰,输入信号4-20mA,工作温度5~55℃;上下限位开关采用Omron机械式液位浮子开关,当水位越限时动作(给出报警信号);报警装置由电源指示灯、声光报警器、消警按钮等组成;断路器和接触器控制排水泵启停的执行;热继电器和温湿加热器起到保护机组作用;选择开关决定系统的运行方式(自动或手动)。

3 系统工作原理
系统控制设计采用自动/手动方式,方式选择通过集水井控制箱中的二次回路、接触器、中间继电器、选择开关等的切换实现。正常情况下,选择开关置于自动位置,当自动控制系统出现问题时,需到现场切换为手动方式。
3.1 手动方式
当选择开关打至手动1#时,即1#泵处于工作状态、2#泵处于备用状态,按下启动按钮,接触器1吸合,1#泵工作;当选择开关打至手动2#时,即2#泵处于工作状态、1#泵处于备用状态,按下启动按钮,接触器2吸合,2#泵工作。
3.2 自动方式
当选择开关打至自动位置时,集水井排水实现自动控制。当集水井水位上升到工作泵启动水位时,接触器1吸合,中间继电器1动作,工作泵运行,常开接点1自保持,直至集水井水位恢复至正常水位,接触器1断开,常开接点1失电,工作泵停运;若集水井水位不降反升至报警高水位时,接触器2吸合,中间继电器2动作,备用泵运行,常开接点2自保持,直至集水井水位恢复至正常水位,接触器1、2断开,常开接点1、2失电,两台排水泵停运。