一种基于PLC的河下水泵控制系统的制作方法

本实用新型涉及控制技术领域，更具体涉及一种基于PLC的河下水泵控制系统。

背景技术：

目前通过常规电气配电柜为补水泵供电，补水泵工频运行，出口压力高，对管道造成一定冲击。电厂制水系统中补给水管道因采煤塌陷等原因造成承压能力薄弱，生产用水量变化较大时，需通过关小出口门的方式控制管线压力的上升，采取流量节流调节存在较大电能浪费。为了适应生产用水的变化，需经常人工调整各台补水泵运行方式，人员操作量大，存在较大安全风险。值班人员需频繁调节位于标高-12米的补给水出口门，存在极大安全隐患。现有系统运行压力不稳定、供水速度慢，有时还需人工进行干预，则并不能安全节能高效生产。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于补水泵供电系统运行时压力不稳定，不能提供稳定的进水压力。

本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的，具体技术方案如下：

一种基于PLC的河下水泵控制系统，包括：远方启停控制器、PLC、触摸屏、压力变送器、水泵模块，所述远方启停控制器与所述PLC连接，所述PLC 与所述触摸屏、所述水泵模块、所述压力变送器连接，所述水泵模块与所述压力变送器连接。

优选地，所述水泵模块包括电源、空气开关、变频器、隔离刀闸、水泵、风扇，所述电源与所述空气开关连接，所述空气开关与所述变频器连接，所述变频器与所述隔离刀闸连接，所述隔离刀闸与水泵连接，所述水泵与所述风扇连接，所述风扇与所述压力变送器连接。

优选地，所述系统中至少包括一个水泵模块。

优选地，所述PLC选用S7-200PLC。

优选地，所述压力变送器选用PT301。

优选地，所述触摸屏选用TP700。

优选地，所述PLC与所述变频器连接。

优选地，所述变频器选用WESUP2000-V1。

优选地，所述电源选用三相电源。

本实用新型相比现有技术具有以下优点：

本实用新型中通过对补水泵增设变频自动调节，改造节流调节为变频调节，降低设备能耗水平，积极推进生产系统节支降耗；通过PLC实现中央控制并配套合理的控制策略，能够实现补给水管线的压力恒定，并且在用水大幅变化时，实现各台泵之间的顺序启停和无极调压，保证了电厂制水系统的稳定性。补水泵之间实现自动顺序启停、实现了无级调压，整个过程无需人工干预，大大提高了系统的稳定性，大幅度降低人工作业强度，适应电厂用水变化，保证河下补给水管线的压力恒定，防止化水人员调整絮凝池进水量时，因压力波动大冲洗絮凝池打碎矾花，影响制水稳定。

本实用新型中补给水管道因采煤塌陷等原因造成承压能力薄弱，通过降低管道压力并减少压力波动，减少对焊口，伸缩节等部位的冲击，减少管线泄漏的可能；值班人员频繁调节位于标高-12米的补给水出口，存在极大安全隐患，通过改造提供设备系统的自动化水平，促进现场安全生产工作的开展。

附图说明

图1是本实用新型实施例的一种基于PLC的河下水泵控制系统的结构示意图。

图2是本实用新型实施例的一种基于PLC的河下水泵控制系统的变频器的外部连接示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，基于PLC的河下水泵控制系统，远方启停控制器、PLC、触摸屏、压力变送器、水泵模块100、水泵模块200、水泵模块300，远方启停控制器与PLC连接，PLC与触摸屏、水泵模块100、水泵模块200、水泵模块300、压力变送器连接，水泵模块100、水泵模块200、水泵模块300与压力变送器连接。水泵模块100包括电源1、空气开关QF1、变频器1、隔离刀闸DK1、水泵 1、风扇1，电源1与空气开关QF1连接，空气开关QF1与变频器1连接，变频器1与隔离刀闸DK1连接，隔离刀闸DK1与水泵1连接，水泵1与风扇1连接， PLC与变频器1连接，压力变送器与风扇1连接。水泵模块200包括电源2、空气开关QF2、变频器2、隔离刀闸DK2、水泵2、风扇2，电源2与空气开关 QF2连接，空气开关QF2与变频器2连接，变频器2与隔离刀闸DK2连接，隔离刀闸DK2与水泵2连接，水泵2与风扇2连接，PLC与变频器2连接，压力变送器与风扇2连接。水泵模块300包括电源3、空气开关QF3、变频器3、隔离刀闸DK3、水泵3、风扇3，电源3与空气开关QF3连接，空气开关QF3与变频器3连接，变频器3与隔离刀闸DK3连接，隔离刀闸DK3与水泵3连接，水泵3与风扇3连接，PLC与变频器3连接，压力变送器与风扇3连接。本实施例中水泵模块100，水泵模块200、水泵模块300的具体结构相同。其中，PLC 选用S7-200PLC，压力变送器选用PT301，触摸屏选用TP700，变频器选用 WESUP2000-V1，电源1、电源2、电源3都是三相电源。其中，电源1通过空气开关QF1与变频器1连接的线路上并联上电显示器XD1、电压显示器V1、电流显示器A1，上电显示器XD1两端通过连接保险丝与电源1的输出端1、输出端2连接；电压显示器V1两端通过连接保险丝与电源1的输出端2、输出端 3连接；电流显示器A1两端通过电感与电源1的输出端3连接。电源2通过空气开关QF2与变频器2连接的线路上并联上电显示器XD2、电压显示器V2、电流显示器A2，上电显示器XD2两端通过连接保险丝与电源2的输出端1、输出端2连接；电压显示器V2两端通过连接保险丝与电源2的输出端2、输出端 3连接；电流显示器A2两端通过电感与电源3的输出端3连接。电源3通过空气开关QF3与变频器3连接的线路上并联上电显示器XD3、电压显示器V3、电流显示器A3，上电显示器XD3两端通过连接保险丝与电源3的输出端1、输出端2连接；电压显示器V3两端通过连接保险丝与电源3的输出端2、输出端 3连接；电流显示器A3两端通过电感与输出端3连接；从而能够实时显示系统中的电流值、电压值以及通电情况。

如图2所示，变频器的外部连接结构，变频器的U1、V1、W1脚是与电源输入端连接，U1、V1、W1脚是与电源输出端连接，J1是变频器的启动开关， A11脚、AGND脚与目标压力信号输入端连接，A12脚、AGND脚与调频信号输入端连接，R01A脚与K1连接从而控制水泵准备工作，R01C脚与水泵准备端连接，R02A脚与K2连接从而控制变频运行，R02C脚与变频运行端连接， R03C脚与K3连接从而控制变频故障，R03A脚与变频故障处理端连接，A01 脚、AGND脚输出电流，A02脚、AGND脚输出频率。

具体的，自动切换方式下，远方启停控制器、S7-200PLC的开启，PLC立即启动变频器1，变频器1根据压力变送器的压力值进行自动调节，从而稳定水泵1的输出压力。如果变频器1已运行至50Hz，压力仍不能满足时，则自动启动变频器2，水泵1在固定频率运行，水泵2在变频率运行。如果两台泵出力仍不够，则自动启动水泵3号，水泵1、水泵2在固定频率运行，水泵3在变频率运行。如果系统用水量减少，调频的变频器率降低到最低时，压力还过剩，则自动切除水泵3，压力仍过剩，自动切除水泵2。各台水泵压力调节过程中，遵循后投入的先切除，先投入的后切除的原则，这样压力稳定且低于对管线的保护。

手动切换方式下，控制室内运行人员要切换运行的水泵，可先投入后切除。例如，正在运行的是水泵1，想切换至水泵2，则直接启动水泵2，然后停止水泵1，此时水泵1自动作为调频泵运行，依次类推，如果想直接启动水泵3，然后停止水泵2。

在控制室内装一个触摸屏，能够显示变送器的实际压力和人工设定压力。人工设定压力能够在触摸屏上进行调节。运行值班人员需经常观察显示屏上的通讯指示是否通讯正常。在目标压力设定框内设置所需的压力值，并查看目标压力显示框的设定值是否与目标压力设定框一致；如果不一致，说明压力值没有设定好。

若变频器发生故障，则按顺序依次启动水泵1、水泵2、水泵3；若发生电气故障开关跳闸，按顺序依次启动水泵1、水泵2、水泵3；若发生触摸屏上压力测点故障，则退出变频调节，原运行泵在该频率下维持运行；若PLC故障造成三台泵无法变频启动，设置工频回路，直接启动水泵1在工频进行运行。

综上，通过改造水泵节流调节为变频自动调节，增加PLC实现中央控制，并配套合理的控制策略，实现补给水管线的压力恒定；通过PLC调节，实现了在用水量大幅变化时，各台泵之间的能够按照原设定的顺序自动启、停，并且在启、停切换过程中压力稳定，三台水泵作为一个整体实现了自动调整，恒压调节；改造的变频调节从稳定角度考虑，使得变流量时管线压力稳定，日常运行中可将水压控制在较低值，从侧面上做到了对设备的维护和保养。

该系统在便流量过程中不会造成补给水管线压力波动，且能够将管线压力控制在较低水平，大大减轻了对管线的冲击，对于穿越采煤沉陷区上方的补给水管线加强了保护，减少了管线泄漏的可能；生产用水大幅变化如启停过程中实现了无级调压，整个过程无需人工干预，大大提高了系统稳定性和作业安全性；变频自动调压控制补给水压力稳定，极大方便了化水人员对絮凝池进水量的控制，避免了压力波动对絮凝池矾花的冲击，促进了化水系统的稳定运行。变频调节代替节流调节，冬季、单机运行、同等流量工况下，补水泵电流由142A 降低至94A，降幅达48A.粗鲁计算年可调节电16万KWh，节省电费支出5.76 万元，一年时间即可收回改造成本，经济效益显著。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。