自動補水系統(tǒng)的改造應(yīng)用

姜士濱

（哈爾濱華匯熱電股份有限公司，哈爾濱 150060）

1 引 言

水泵的PLC、變頻自動控制技術(shù)早已被廣泛應(yīng)用在工業(yè)、民用的各個領(lǐng)域;但在一些農(nóng)村泵站、城市欠發(fā)達地區(qū)及一些老的企業(yè)、老的物業(yè)小區(qū)仍然采用傳統(tǒng)的控制方式——人工看守，人為地進行水泵起停操作，還未實現(xiàn)自動控制。盡管PLC、水泵專用變頻器等的控制技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，但這些地方往往因為資金問題不能更新成這些先進的控制設(shè)備，另外還有一些地方因為缺少具備維修PLC、變頻器的能力的維修人員而不敢使用PLC、變頻器控制技術(shù)，使得這些企業(yè)依然喜歡沿用傳統(tǒng)的水泵控制設(shè)備。本文結(jié)合在20世紀(jì)80年代的老換熱站補水泵控制回路的改造，介紹一種簡便經(jīng)濟的控制方法，不用PLC、水泵專用變頻器解決水泵自動運行問題。

2 對水泵人為起動控制的改造實例

某換熱站，是一個20世紀(jì)80年代的老鍋爐房改造而成的。補水系統(tǒng)的補水是根據(jù)管線的壓力表，人為的按動起、停按鈕來控制補水泵的起停。由于管線已經(jīng)老化，丟水現(xiàn)象嚴(yán)重，工作人員必須幾分鐘進行一次補水，以保證供熱管線的壓力。這給工作人員帶來了很大的不便。我們對原有的控制回路進行了改造。在原來回路的基礎(chǔ)上，增加了一個主令開關(guān)，進行轉(zhuǎn)換。并把原先的壓力表改為電接點壓力表。由于電接點壓力表的電接點容量較小，不能用它直接控制電機的控制回路。因此，必須增加兩個中間繼電器，再通過兩個中間繼電器來控制電機的控制回路。通過這樣一轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)了補水泵可根據(jù)管線的壓力高低，而進行自起、自停。如果自動控制一旦出現(xiàn)問題，還可以將主令開關(guān)從自動檔轉(zhuǎn)換到手動檔，進行人工操作。而不會因此影響對居民的供暖。補水系統(tǒng)控制見圖1。

圖1 補水系統(tǒng)控制回路圖

下面我們對這一電路進行一下探討。

3 電路改造設(shè)計

圖中HK為主令開關(guān)，分為手動檔、空檔、自動檔3個檔位。工作當(dāng)中可選擇手動檔和自動檔。當(dāng)檢修電機或供熱管線時，可選擇空檔。TQ和QA為手動回路的停止和起動按鈕，C為原控制回路的接觸器線圈，C1為線圈C的自鎖常開觸點，RJ為熱繼電器的常閉觸點。PJ上和PJ下分別為電接點壓力表的上限接點和下限接點。ZJ1和ZJ2為DZ—52—22型中間繼電器的線圈，ZJ1a和ZJ1b為中間繼電器ZJ1的兩對常開觸點，ZJ2a和ZJ2b為中間繼電器ZJ2的兩對常閉觸點。當(dāng)主令開關(guān)打到手動檔時，主令開關(guān)1、2接通，自動回路3、4斷開，自動裝置回路失電不能工作，手動回路得電，可以通過TQ和QA進行補水泵的起停，保證管線壓力。我們就不再敘述了。當(dāng)HK打到自動檔位時，主令開關(guān)3、4接通，自動裝置回路得電。當(dāng)電接點壓力表的指針下降到電接點的下限位置時說明管線壓力已經(jīng)下降到極限，應(yīng)該起動補水泵了。則電接點壓力表的下限接點PJ下閉合接通，回路為電源A→主令開關(guān)2→主令開關(guān)3→主令開關(guān)4→ZJ1→PJ下→ZJ2a常閉→地。從而使線圈ZJ1勵磁，中間繼電器ZJ1吸合，并通過ZJ1b常開自鎖。另外一個回路通過主令開關(guān)3→ZJ2b常閉→ZJ1a常開（此時由于中間繼電器ZJ1吸合，所以ZJ1a閉合）→接觸器線圈C→熱繼電器RJ常閉→電源C。從而使接觸器C吸合，補水泵電機起動，對管線進行補水。

當(dāng)管線壓達到規(guī)定壓力后，電接點壓力表的指針走到了壓力表的上限位置，此時，壓力表的上限觸點PJ上閉合接通。回路通過電源A→主令開關(guān)2→主令開關(guān)3→主令開關(guān)4→線圈ZJ2→PJ上→地。使中間繼電器ZJ2吸合，ZJ2a常閉觸點打開，線圈ZJ1失電，中間繼電器ZJ1失磁，常開觸點ZJ1a打開，接觸器線圈C失電，接觸器C失磁，從而使補水泵電機失電而停下來。當(dāng)壓力再次下降時，電接點壓力表的上限觸點PJ上斷開，線圈ZJ2失電，使中間繼電器ZJ2失磁，中間繼電器ZJ2的兩個常閉觸點ZJ2a和ZJ2b又自動恢復(fù)到原來的閉合位置，為管線壓力再次下降到電接點壓力表的下限位置，使下限接點PJ下再次閉合，補水泵電機再次起動，做好了準(zhǔn)備。

圖中的電接點壓力表的接點容量非常小，只有10W，如果直接用它來控制接觸器線圈C，經(jīng)常使用就會燒毀壓力表的電接點，從而不能達到自動控制的目的。所以，我選擇了ZJ1和ZJ2兩個DZ—52—22型中間繼電器，進行了一下轉(zhuǎn)換，因為中間繼電器的觸頭容量較大，而線圈的工作電流較小，這樣不僅可以保護電接點壓力表的上、下限觸點，而且還可以作為自動控制回路的后備保護。實際測得DZ—52—22型中間繼電器的線圈，通入220V交流電后的在路電流僅為0、016A，根據(jù)公式 ：P=U I，P=220V× 0，016A=3.5W左右，遠遠小于電接點壓力表的觸點容量10W，可以在回路中使用。在過去的一個采暖期的實際工作中，也恰恰驗證了，選擇DZ—52—22型中間繼電器是正確的，使用后從未燒毀過電接點壓力表的觸點。圖中ZJ2b是ZJ1a的后備保護，如果一旦常開觸點ZJ1a斷不開，則補水泵電機不能停止，管線的壓力會不斷上升，會使供熱管道崩裂，造成的損失和后果不可想象;加入ZJ2b后，一旦出現(xiàn)ZJ1a斷不開，電接點壓力表的上限觸點閉合后，會使中間繼電器ZJ2吸合，從而使ZJ2b斷開。管線壓力下限再閉合，從而維持了管線的恒壓，不至于出現(xiàn)管道崩裂的事故。

4 結(jié)論

通過這種改造，實現(xiàn)了自動補水控制，大大降低了看護人員的勞動強度。這種改造比起換變頻器、加裝PLC從經(jīng)濟上節(jié)省很多，而且一旦出現(xiàn)故障，一些老廠的電工就能進行維修，解決水泵自動控制問題。

當(dāng)然，這種控制方式畢竟不是最先進的，一般適合應(yīng)用在老設(shè)備改造上，新上設(shè)備不建議采用。

有條件的還是盡量選用PLC、壓力控制器、變頻器這些成熟、先進、可靠的控制技術(shù)來控制水泵，比如：國內(nèi)外不少生產(chǎn)廠家近年來紛紛推出的一系列新型產(chǎn)品，如華為的TD2100;施耐德公司的Altivar58泵切換卡;SANKEN的SAMCO-I系列;ABB公司的ACS600、ACS400系列產(chǎn)品;富士公司的G11S/P11S系列產(chǎn)品;等等。

但對于那些資金短缺、技術(shù)水平掌握有限的地方，采用這種控制方式一樣能實現(xiàn)水泵自動控制的目的，不失為一種簡潔、可靠、造價低的控制方式。