抽水機(jī)控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抽水機(jī)控制方法，該抽水系統(tǒng)采用PLC系統(tǒng)控制抽水水泵，PLC以水泵運(yùn)行狀態(tài)作為基本條件，通過(guò)三個(gè)判斷條件來(lái)控制水泵的啟停，該三個(gè)條件為水泵的運(yùn)行電流信號(hào)、水泵出口壓力信號(hào)以及液位信號(hào)；當(dāng)水泵運(yùn)行時(shí)將采集到的信號(hào)與設(shè)定參數(shù)進(jìn)行比較，以液位信號(hào)為基本判斷條件，結(jié)合壓力信號(hào)和電流信號(hào)進(jìn)行綜合判斷。本發(fā)明采用三個(gè)判定條件來(lái)判定水泵是否已經(jīng)將水抽干，在不增加備用檢測(cè)傳感器的情況下，實(shí)現(xiàn)水泵安全運(yùn)行和檢測(cè)傳感器故障報(bào)警，采用冗余PLC和備用模塊，增加了系統(tǒng)的可靠性，穩(wěn)定性，系統(tǒng)完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，節(jié)省勞力，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，在基礎(chǔ)施工基坑排水工程中，方便實(shí)用。
【專利說(shuō)明】抽水機(jī)控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種抽水機(jī)的控制方法，屬于排水【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]由于電力系統(tǒng)送電線路施工路徑長(zhǎng)，地形條件復(fù)雜，基礎(chǔ)施工時(shí)常遇到水坑、泥水坑等惡劣地質(zhì)條件，基坑開挖、支模、基礎(chǔ)澆筑時(shí)均需要采取排水措施。目前排水措施主要有內(nèi)排和外排兩種方法，內(nèi)排法僅適用于土質(zhì)條件好不易坍塌的地質(zhì)情況；外排法是在土質(zhì)條件惡劣，且內(nèi)排法無(wú)法解決的情況下，利用在基坑周圍設(shè)置的排水井進(jìn)行外排水。
[0003]外排水時(shí)，排水井內(nèi)的抽水機(jī)必須24小時(shí)不間斷抽水，在周圍抽水泵同時(shí)抽水的作用下，使基礎(chǔ)坑下方水位急速下降，讓基坑下方水位短暫空缺，使基坑下方形成凹形水位。當(dāng)抽水機(jī)出水量大于井內(nèi)的涌水量時(shí)，由于施工人員無(wú)法直觀掌握排水井內(nèi)水位情況，無(wú)涌水時(shí)或涌水不足時(shí)需停止抽水。如果水泵繼續(xù)空載工作，會(huì)導(dǎo)致水泵損毀，(沒(méi)有水的冷卻和潤(rùn)滑，會(huì)導(dǎo)致水泵密封圈和軸套的燒毀，還會(huì)導(dǎo)致葉輪密封環(huán)抱死，致使電機(jī)堵轉(zhuǎn)燒毀。)此時(shí)需要工作人員立即停機(jī)。如果停止時(shí)間太長(zhǎng)，地下水會(huì)在滲透壓的作用下，迅速補(bǔ)充至基坑范圍內(nèi)，使前面的工作成為無(wú)用功。這就需要工作人員在停機(jī)后一定時(shí)間內(nèi)必須啟動(dòng)抽水設(shè)備。這樣反復(fù)的啟停無(wú)形中加大了工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度、浪費(fèi)能源，也容易損毀設(shè)備。若停滯時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則會(huì)大大降低工作效率。
[0004]目前，市場(chǎng)上有很多用于水泵的控制系統(tǒng)，但其普遍存在檢測(cè)不全面，控制方式復(fù)雜等缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種抽水過(guò)程全自動(dòng)，無(wú)需人工值守，節(jié)省勞動(dòng)力，減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，設(shè)備利用率高且水泵不會(huì)干抽的抽水機(jī)控制方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種抽水機(jī)控制方法，該抽水系統(tǒng)采用PLC系統(tǒng)控制抽水水泵，PLC以水泵運(yùn)行狀態(tài)作為基本條件，通過(guò)三個(gè)判斷條件來(lái)控制水泵的啟停，該三個(gè)條件為水泵的運(yùn)行電流信號(hào)、水泵出口壓力信號(hào)以及液位信號(hào)；當(dāng)水泵運(yùn)行時(shí)將采集到的信號(hào)與設(shè)定參數(shù)進(jìn)行比較，以液位信號(hào)為基本判斷條件，結(jié)合壓力信號(hào)和電流信號(hào)進(jìn)行綜合判斷。
[0007]當(dāng)水泵運(yùn)行且液位信號(hào)低于設(shè)定值時(shí)，水泵出口壓力低于設(shè)定值或者運(yùn)行電流信號(hào)低于設(shè)定值時(shí)，說(shuō)明水位達(dá)到停泵的條件，就停止水泵，如果采集到的液位信號(hào)低于設(shè)定值，并且水泵出口壓力低于設(shè)定值，但是運(yùn)行電流信號(hào)高于設(shè)定值，說(shuō)明水位應(yīng)該已經(jīng)達(dá)到停泵的條件，但是電流傳感器可能損壞，因此停止水泵并且輸出電流傳感器報(bào)警，如果采集到的液位信號(hào)低于設(shè)定值，并且運(yùn)行電流信號(hào)低于設(shè)定值，但是水泵出口壓力高于設(shè)定值，說(shuō)明水位應(yīng)該已經(jīng)達(dá)到停泵的條件，但是壓力傳感器可能損壞，停止水泵并且輸出壓力傳感器報(bào)警，如果采集到的液位信號(hào)高于設(shè)定值，但水泵出口壓力低于設(shè)定值并且運(yùn)行電流信號(hào)低于設(shè)定值，說(shuō)明水位應(yīng)該已經(jīng)達(dá)到停泵的條件，但是液位傳感器可能損壞，停止水泵并且輸出液位傳感器報(bào)警，當(dāng)水泵停止時(shí)將采集到的信號(hào)與設(shè)定參數(shù)進(jìn)行比較，如果采集到的液位信號(hào)高于設(shè)定值，啟動(dòng)水泵；水泵啟動(dòng)后，轉(zhuǎn)入水泵運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)判斷，如果液位傳感器損壞，給出的液位信號(hào)為錯(cuò)誤信號(hào)，則會(huì)停止水泵，防止水泵干抽損壞。
[0008]為了保證系統(tǒng)的可靠，采用三條件限定水泵運(yùn)行，即水泵的運(yùn)行電流信號(hào)、水泵出口壓力信號(hào)以及液位信號(hào)，PLC采集的水泵運(yùn)行電流信號(hào)來(lái)自電流傳感器，電流傳感器輸入信號(hào)來(lái)自水泵的運(yùn)行電流互感器，水泵出口壓力信號(hào)來(lái)自壓力傳感器，壓力傳感器安裝在水泵出口，液位信號(hào)來(lái)自液位傳感器，液位傳感器采用高精密級(jí)別的模擬量傳感器。
[0009]為了保證系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定，PLC采用具有冗余功能的PLC，用于信號(hào)采集的模擬量輸入模塊配置備用模塊。當(dāng)PLC的主CPU出現(xiàn)故障后，備用CPU運(yùn)行，保證系統(tǒng)的可靠性。
[0010]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明取得的技術(shù)進(jìn)步是:
本發(fā)明采用三個(gè)判定條件來(lái)判定水泵是否已經(jīng)將水抽干，在不增加備用檢測(cè)傳感器的情況下，實(shí)現(xiàn)水泵安全運(yùn)行和檢測(cè)傳感器故障報(bào)警，采用冗余PLC和備用模塊，增加了系統(tǒng)的可靠性，穩(wěn)定性，系統(tǒng)完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，節(jié)省勞力，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，在基礎(chǔ)施工基坑排水工程中，方便實(shí)用。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
由于在送電線路基礎(chǔ)施工過(guò)程中，經(jīng)常遇到惡劣地質(zhì)環(huán)境，基礎(chǔ)施工需要排水，通常采用在基礎(chǔ)坑四周設(shè)置排水井的方式，利用水泵抽水來(lái)完成施工，水泵在抽水過(guò)程中，由于缺少人員專門看護(hù)，經(jīng)常發(fā)生水泵燒毀的情況，即使派專人看護(hù)，由于看護(hù)人員的疏忽，也經(jīng)常燒毀水泵，給施工帶來(lái)不小的麻煩，即影響進(jìn)度又增加成本。
[0012]針對(duì)上述狀況，發(fā)明人仔細(xì)研究水泵運(yùn)行中的各種特征，對(duì)其電氣運(yùn)行特點(diǎn)，進(jìn)行分情況針對(duì)性處理，采用科學(xué)可靠的控制方法，達(dá)到保護(hù)水泵穩(wěn)定運(yùn)行的目的。
[0013]發(fā)明人經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，水泵之所以燒毀是因?yàn)楦沙榈脑颍鉀Q干抽的問(wèn)題需要知道水是否抽完，根據(jù)各種水泵燒毀情況的分析，發(fā)明人發(fā)明了如下方法:
1、采用液位檢測(cè)裝置---液位傳感器來(lái)檢測(cè)液位，通過(guò)液位來(lái)判斷水是否已經(jīng)抽干，為了保證液位傳感器的可靠性和穩(wěn)定性，采用高精密級(jí)別的模擬量液位傳感器(輸出4?20ma電流信號(hào)，隨時(shí)檢測(cè)液位狀態(tài))，如果液位在設(shè)定值范圍內(nèi)，說(shuō)明有水，如果超出設(shè)定值范圍，說(shuō)明無(wú)水或者傳感器已經(jīng)損壞，或者采集模塊損壞。
[0014]2、采用壓力檢測(cè)裝置一水泵出口壓力傳感器(輸出4?20ma電流信號(hào))，通過(guò)檢測(cè)水泵出口的壓力情況，判斷是否還有水，如果壓力存在且在正常值范圍內(nèi)，說(shuō)明有水，如果沒(méi)有壓力或者壓力超出正常值范圍，則說(shuō)明沒(méi)水或者壓力傳感器已經(jīng)損壞，或者采集模塊損壞。
[0015]3、隨時(shí)檢測(cè)電機(jī)運(yùn)行電流---電流傳感器(電流變送器，輸出4?20ma電流信號(hào))，將電流互感器輸入的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為4?20ma電流信號(hào)，如果電流在設(shè)定值范圍內(nèi)，說(shuō)明有水，水泵正常工作，如果電流超出設(shè)定值范圍，說(shuō)明無(wú)水或者電流檢測(cè)回路器件損壞，或者水泵已經(jīng)燒毀(電流遠(yuǎn)超出正常范圍，繼電保護(hù)沒(méi)動(dòng)作時(shí))。
[0016]之所以設(shè)置三個(gè)傳感器來(lái)判斷是否水已經(jīng)抽干，因?yàn)槿绻捎脝蝹€(gè)傳感器(比如液位傳感器)，當(dāng)傳感器損壞時(shí)，無(wú)法判斷，還會(huì)造成水泵燒毀。即使采用兩個(gè)傳感器(液位傳感器和水泵出口壓力傳感器)，也可能出現(xiàn)同時(shí)損壞的情況，因此，為了保證系統(tǒng)的可靠性，采用三個(gè)傳感器，進(jìn)行綜合判斷。
[0017]PLC程序首先判斷水泵運(yùn)行狀態(tài)，以此作為基本判別條件:當(dāng)水泵運(yùn)行時(shí)將采集到的信號(hào)與設(shè)定參數(shù)進(jìn)行比較，判斷采集到的液位信號(hào)是否低于設(shè)定值，水泵出口壓力是否低于設(shè)定值，運(yùn)行電流信號(hào)是否低于設(shè)定值，只要三個(gè)條件有兩個(gè)或者全部滿足，就說(shuō)明無(wú)水，需停止水泵。
[0018]如果三個(gè)條件有一個(gè)不滿足，其它兩個(gè)滿足，按下述程序處理:采集到的液位信號(hào)低于設(shè)定值，并且水泵出口壓力低于設(shè)定值，但是運(yùn)行電流信號(hào)低于設(shè)定值，停止水泵并且輸出電流傳感器報(bào)警；采集到的液位信號(hào)低于設(shè)定值，并且運(yùn)行電流信號(hào)不低于設(shè)定值，但是水泵出口壓力不低于設(shè)定值，停止水泵并且輸出壓力傳感器報(bào)警；采集到的液位信號(hào)高于設(shè)定值，但水泵出口壓力低于設(shè)定值并且運(yùn)行電流信號(hào)不低于設(shè)定值，停止水泵并且輸出液位傳感器報(bào)警。
[0019]如果三個(gè)條件只有一個(gè)滿足，按下述程序處理:采集到的液位信號(hào)低于設(shè)定值，但是運(yùn)行電流信號(hào)不低于設(shè)定值同時(shí)水泵出口壓力不低于設(shè)定值，水泵繼續(xù)運(yùn)行并輸出液位傳感器報(bào)警，此時(shí)，電流信號(hào)和壓力同時(shí)滿足才能停止水泵；采集到的運(yùn)行電流信號(hào)低于設(shè)定值，但是液位信號(hào)不低于設(shè)定值同時(shí)水泵出口壓力不低于設(shè)定值，水泵立即停止并輸出嚴(yán)重故障報(bào)警信號(hào)；采集到的水泵出口壓力低于設(shè)定值，但是液位信號(hào)不低于設(shè)定值同時(shí)運(yùn)行到了不低于設(shè)定值，水泵繼續(xù)運(yùn)行并輸出壓力傳感器報(bào)警，此時(shí)，電流信號(hào)和液位信號(hào)同時(shí)滿足才能停止水泵；
當(dāng)水泵停止時(shí)將采集到的信號(hào)與設(shè)定參數(shù)進(jìn)行比較，如果采集到的液位信號(hào)高于設(shè)定值，啟動(dòng)水栗。
[0020]通過(guò)上述程序的處理，基本上杜絕了因傳感器故障引起的誤判，導(dǎo)致水泵燒毀的情況。
[0021]為了保證系統(tǒng)更加可靠穩(wěn)定，PLC控制系統(tǒng)采用冗余PLC，配置一套主機(jī)和模塊，然后針對(duì)信號(hào)采集的模擬量輸入模塊，單獨(dú)配置備用模塊。當(dāng)PLC系統(tǒng)的主CPU出現(xiàn)故障后，備用CPU即投入使用，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
【權(quán)利要求】
1.一種抽水機(jī)控制方法，其特征在于:采用PLC控制抽水水泵，PLC采集水泵的運(yùn)行電流信號(hào)，水泵出口壓力信號(hào)以及液位信號(hào)；PLC程序根據(jù)水泵運(yùn)行狀態(tài)選擇啟停水泵:當(dāng)水泵運(yùn)行時(shí)將采集到的信號(hào)與設(shè)定參數(shù)進(jìn)行比較，如果采集到的液位信號(hào)低于設(shè)定值，并且水泵出口壓力低于設(shè)定值或者運(yùn)行電流信號(hào)低于設(shè)定值，停止水泵，如果采集到的液位信號(hào)低于設(shè)定值，并且水泵出口壓力低于設(shè)定值，但是運(yùn)行電流信號(hào)高于設(shè)定值，停止水泵并且輸出電流傳感器報(bào)警，如果采集到的液位信號(hào)低于設(shè)定值，并且運(yùn)行電流信號(hào)低于設(shè)定值，但是水泵出口壓力高于設(shè)定值，停止水泵并且輸出壓力傳感器報(bào)警，如果采集到的液位信號(hào)高于設(shè)定值，但水泵出口壓力低于設(shè)定值并且運(yùn)行電流信號(hào)低于設(shè)定值，停止水泵并且輸出液位傳感器報(bào)警，當(dāng)水泵停止時(shí)將采集到的信號(hào)與設(shè)定參數(shù)進(jìn)行比較，如果采集到的液位信號(hào)高于設(shè)定值，啟動(dòng)水泵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽水機(jī)控制方法，其特征在于，PLC采集的水泵運(yùn)行電流信號(hào)來(lái)自電流傳感器，電流傳感器輸入信號(hào)來(lái)自水泵的運(yùn)行電流互感器，水泵出口壓力信號(hào)來(lái)自壓力傳感器，壓力傳感器安裝在水泵出口，液位信號(hào)來(lái)自液位傳感器，液位傳感器采用高精密級(jí)別的模擬量傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽水機(jī)控制方法，其特征在于所述PLC采用具有冗余功能的PLC，用于信號(hào)采集的模擬量輸入模塊配置備用模塊。
【文檔編號(hào)】F04D15/00GK104265654SQ201410547724
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】郭俊杰 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)河北省電力公司, 河北省送變電公司