抽水机控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种抽水机控制方法，该抽水系统采用PLC系统控制抽水水泵，PLC以水泵运行状态作为基本条件，通过三个判断条件来控制水泵的启停，该三个条件为水泵的运行电流信号、水泵出口压力信号以及液位信号；当水泵运行时将采集到的信号与设定参数进行比较，以液位信号为基本判断条件，结合压力信号和电流信号进行综合判断。本发明采用三个判定条件来判定水泵是否已经将水抽干，在不增加备用检测传感器的情况下，实现水泵安全运行和检测传感器故障报警，采用冗余PLC和备用模块，增加了系统的可靠性，稳定性，系统完全实现自动控制，实现无人值守，节省劳力，减轻工人劳动强度，在基础施工基坑排水工程中，方便实用。
【专利说明】抽水机控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种抽水机的控制方法，属于排水【技术领域】。
【背景技术】
[0002]由于电力系统送电线路施工路径长，地形条件复杂，基础施工时常遇到水坑、泥水坑等恶劣地质条件，基坑开挖、支模、基础浇筑时均需要采取排水措施。目前排水措施主要有内排和外排两种方法，内排法仅适用于土质条件好不易坍塌的地质情况；外排法是在土质条件恶劣，且内排法无法解决的情况下，利用在基坑周围设置的排水井进行外排水。
[0003]外排水时，排水井内的抽水机必须24小时不间断抽水，在周围抽水泵同时抽水的作用下，使基础坑下方水位急速下降，让基坑下方水位短暂空缺，使基坑下方形成凹形水位。当抽水机出水量大于井内的涌水量时，由于施工人员无法直观掌握排水井内水位情况，无涌水时或涌水不足时需停止抽水。如果水泵继续空载工作，会导致水泵损毁，(没有水的冷却和润滑，会导致水泵密封圈和轴套的烧毁，还会导致叶轮密封环抱死，致使电机堵转烧毁。)此时需要工作人员立即停机。如果停止时间太长，地下水会在渗透压的作用下，迅速补充至基坑范围内，使前面的工作成为无用功。这就需要工作人员在停机后一定时间内必须启动抽水设备。这样反复的启停无形中加大了工作人员劳动强度、浪费能源，也容易损毁设备。若停滞时间过长，则会大大降低工作效率。
[0004]目前，市场上有很多用于水泵的控制系统，但其普遍存在检测不全面，控制方式复杂等缺点。
【发明内容】
[0005]本发明需要解决的技术问题是提供一种抽水过程全自动，无需人工值守，节省劳动力，减少工人劳动强度，设备利用率高且水泵不会干抽的抽水机控制方法。
[0006]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
一种抽水机控制方法，该抽水系统采用PLC系统控制抽水水泵，PLC以水泵运行状态作为基本条件，通过三个判断条件来控制水泵的启停，该三个条件为水泵的运行电流信号、水泵出口压力信号以及液位信号；当水泵运行时将采集到的信号与设定参数进行比较，以液位信号为基本判断条件，结合压力信号和电流信号进行综合判断。
[0007]当水泵运行且液位信号低于设定值时，水泵出口压力低于设定值或者运行电流信号低于设定值时，说明水位达到停泵的条件，就停止水泵，如果采集到的液位信号低于设定值，并且水泵出口压力低于设定值，但是运行电流信号高于设定值，说明水位应该已经达到停泵的条件，但是电流传感器可能损坏，因此停止水泵并且输出电流传感器报警，如果采集到的液位信号低于设定值，并且运行电流信号低于设定值，但是水泵出口压力高于设定值，说明水位应该已经达到停泵的条件，但是压力传感器可能损坏，停止水泵并且输出压力传感器报警，如果采集到的液位信号高于设定值，但水泵出口压力低于设定值并且运行电流信号低于设定值，说明水位应该已经达到停泵的条件，但是液位传感器可能损坏，停止水泵并且输出液位传感器报警，当水泵停止时将采集到的信号与设定参数进行比较，如果采集到的液位信号高于设定值，启动水泵；水泵启动后，转入水泵运行状态监测判断，如果液位传感器损坏，给出的液位信号为错误信号，则会停止水泵，防止水泵干抽损坏。
[0008]为了保证系统的可靠，采用三条件限定水泵运行，即水泵的运行电流信号、水泵出口压力信号以及液位信号，PLC采集的水泵运行电流信号来自电流传感器，电流传感器输入信号来自水泵的运行电流互感器，水泵出口压力信号来自压力传感器，压力传感器安装在水泵出口，液位信号来自液位传感器，液位传感器采用高精密级别的模拟量传感器。
[0009]为了保证系统的可靠稳定，PLC采用具有冗余功能的PLC，用于信号采集的模拟量输入模块配置备用模块。当PLC的主CPU出现故障后，备用CPU运行，保证系统的可靠性。
[0010]由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是:
本发明采用三个判定条件来判定水泵是否已经将水抽干，在不增加备用检测传感器的情况下，实现水泵安全运行和检测传感器故障报警，采用冗余PLC和备用模块，增加了系统的可靠性，稳定性，系统完全实现自动控制，实现无人值守，节省劳力，减轻工人劳动强度，在基础施工基坑排水工程中，方便实用。
【具体实施方式】
[0011]下面结合实施例对本发明做进一步详细说明:
由于在送电线路基础施工过程中，经常遇到恶劣地质环境，基础施工需要排水，通常采用在基础坑四周设置排水井的方式，利用水泵抽水来完成施工，水泵在抽水过程中，由于缺少人员专门看护，经常发生水泵烧毁的情况，即使派专人看护，由于看护人员的疏忽，也经常烧毁水泵，给施工带来不小的麻烦，即影响进度又增加成本。
[0012]针对上述状况，发明人仔细研究水泵运行中的各种特征，对其电气运行特点，进行分情况针对性处理，采用科学可靠的控制方法，达到保护水泵稳定运行的目的。
[0013]发明人经过分析发现，水泵之所以烧毁是因为干抽的原因，解决干抽的问题需要知道水是否抽完，根据各种水泵烧毁情况的分析，发明人发明了如下方法:
1、采用液位检测装置---液位传感器来检测液位，通过液位来判断水是否已经抽干，为了保证液位传感器的可靠性和稳定性，采用高精密级别的模拟量液位传感器(输出4?20ma电流信号，随时检测液位状态)，如果液位在设定值范围内，说明有水，如果超出设定值范围，说明无水或者传感器已经损坏，或者采集模块损坏。
[0014]2、采用压力检测装置一水泵出口压力传感器(输出4?20ma电流信号)，通过检测水泵出口的压力情况，判断是否还有水，如果压力存在且在正常值范围内，说明有水，如果没有压力或者压力超出正常值范围，则说明没水或者压力传感器已经损坏，或者采集模块损坏。
[0015]3、随时检测电机运行电流---电流传感器(电流变送器，输出4?20ma电流信号)，将电流互感器输入的电流信号转换为4?20ma电流信号，如果电流在设定值范围内，说明有水，水泵正常工作，如果电流超出设定值范围，说明无水或者电流检测回路器件损坏，或者水泵已经烧毁(电流远超出正常范围，继电保护没动作时)。
[0016]之所以设置三个传感器来判断是否水已经抽干，因为如果采用单个传感器(比如液位传感器)，当传感器损坏时，无法判断，还会造成水泵烧毁。即使采用两个传感器(液位传感器和水泵出口压力传感器)，也可能出现同时损坏的情况，因此，为了保证系统的可靠性，采用三个传感器，进行综合判断。
[0017]PLC程序首先判断水泵运行状态，以此作为基本判别条件:当水泵运行时将采集到的信号与设定参数进行比较，判断采集到的液位信号是否低于设定值，水泵出口压力是否低于设定值，运行电流信号是否低于设定值，只要三个条件有两个或者全部满足，就说明无水，需停止水泵。
[0018]如果三个条件有一个不满足，其它两个满足，按下述程序处理:采集到的液位信号低于设定值，并且水泵出口压力低于设定值，但是运行电流信号低于设定值，停止水泵并且输出电流传感器报警；采集到的液位信号低于设定值，并且运行电流信号不低于设定值，但是水泵出口压力不低于设定值，停止水泵并且输出压力传感器报警；采集到的液位信号高于设定值，但水泵出口压力低于设定值并且运行电流信号不低于设定值，停止水泵并且输出液位传感器报警。
[0019]如果三个条件只有一个满足，按下述程序处理:采集到的液位信号低于设定值，但是运行电流信号不低于设定值同时水泵出口压力不低于设定值，水泵继续运行并输出液位传感器报警，此时，电流信号和压力同时满足才能停止水泵；采集到的运行电流信号低于设定值，但是液位信号不低于设定值同时水泵出口压力不低于设定值，水泵立即停止并输出严重故障报警信号；采集到的水泵出口压力低于设定值，但是液位信号不低于设定值同时运行到了不低于设定值，水泵继续运行并输出压力传感器报警，此时，电流信号和液位信号同时满足才能停止水泵；
当水泵停止时将采集到的信号与设定参数进行比较，如果采集到的液位信号高于设定值，启动水栗。
[0020]通过上述程序的处理，基本上杜绝了因传感器故障引起的误判，导致水泵烧毁的情况。
[0021]为了保证系统更加可靠稳定，PLC控制系统采用冗余PLC，配置一套主机和模块，然后针对信号采集的模拟量输入模块，单独配置备用模块。当PLC系统的主CPU出现故障后，备用CPU即投入使用，保证系统的正常运行。
【权利要求】
1.一种抽水机控制方法，其特征在于:采用PLC控制抽水水泵，PLC采集水泵的运行电流信号，水泵出口压力信号以及液位信号；PLC程序根据水泵运行状态选择启停水泵:当水泵运行时将采集到的信号与设定参数进行比较，如果采集到的液位信号低于设定值，并且水泵出口压力低于设定值或者运行电流信号低于设定值，停止水泵，如果采集到的液位信号低于设定值，并且水泵出口压力低于设定值，但是运行电流信号高于设定值，停止水泵并且输出电流传感器报警，如果采集到的液位信号低于设定值，并且运行电流信号低于设定值，但是水泵出口压力高于设定值，停止水泵并且输出压力传感器报警，如果采集到的液位信号高于设定值，但水泵出口压力低于设定值并且运行电流信号低于设定值，停止水泵并且输出液位传感器报警，当水泵停止时将采集到的信号与设定参数进行比较，如果采集到的液位信号高于设定值，启动水泵。
2.根据权利要求1所述的抽水机控制方法，其特征在于，PLC采集的水泵运行电流信号来自电流传感器，电流传感器输入信号来自水泵的运行电流互感器，水泵出口压力信号来自压力传感器，压力传感器安装在水泵出口，液位信号来自液位传感器，液位传感器采用高精密级别的模拟量传感器。
3.根据权利要求1所述的抽水机控制方法，其特征在于所述PLC采用具有冗余功能的PLC，用于信号采集的模拟量输入模块配置备用模块。
【文档编号】F04D15/00GK104265654SQ201410547724
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月16日 优先权日:2014年10月16日
【发明者】郭俊杰 申请人:国家电网公司, 国网河北省电力公司, 河北省送变电公司