一用一備潛污泵控制系統(tǒng)設(shè)計

楊華鷹

摘要：為了更有效、更穩(wěn)定、更方便的將污水排出，一用一備潛污泵控制系統(tǒng)必不可少。在實際工程的應(yīng)用中考慮到它的實用性及經(jīng)濟性。利用繼電器、接觸器等器件控制并實現(xiàn)兩個回路相互備用，與一般PLC相比更加可靠及經(jīng)濟，而且后期維護(hù)比較方便。

關(guān)鍵詞：一用一備;潛污泵;控制系統(tǒng)

一、引言

目前寶武炭材料科技有限公司（下稱“寶武炭材”）KK加氫槽區(qū)的粗苯原料廢水排至現(xiàn)有槽區(qū)廢水坑，排入的廢水中含有大量苯類物質(zhì)。該廢水坑目前僅有部分區(qū)域有混凝土蓋板封閉，廢水中的苯類有機物揮發(fā)后經(jīng)廢水坑的未封閉區(qū)域逸散至大氣中，污染大氣環(huán)境引起異味，也對現(xiàn)場作業(yè)人員的身體健康造成了危害。上海市《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》DB31/933–2015中，條文4.3.10規(guī)定：用于集輸、儲存和處理含揮發(fā)性有機物、惡臭物質(zhì)的廢水設(shè)施應(yīng)密閉，產(chǎn)生的廢氣應(yīng)接入有機廢氣回收或處理裝置，其非甲烷總烴排放濃度不高于70mg/m3或者凈化效率不低于90%。因此對KK加氫槽區(qū)廢水坑進(jìn)行封閉改造是十分必要的并需要一套可靠的潛水泵排污系統(tǒng)。

二、控制系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)及功能說明

控制回路可分為手動就地控制和自動控制。自動控制通過浮球液位開關(guān)來實現(xiàn);低液位停泵、高液位起泵、超高液位雙泵起動并發(fā)出報警、故障報警、遠(yuǎn)程監(jiān)控。

本系統(tǒng)由主回路及控制回路構(gòu)成;主回路分別由塑殼斷路器、接觸器、熱繼電器，組成。控制回路分別由熔斷器、中間繼電器、閉鎖繼電器、指示燈及蜂鳴器組成。

三、潛污泵控制回路的工作原理設(shè)計

（一）就地手動控制原理

就地手動控制是潛污泵控制的一種控制方式，其控制方式如下：當(dāng)三位置選擇開關(guān)SA1扳到手動位置時，選擇開關(guān)SA1觸點接通;當(dāng)按下1#泵起動按鈕SB1時，1#泵接觸器KM1吸合，接觸器KM1觸點吸合使中間繼電器KA6線圈吸合，中間繼電器KA6吸合使此回路自鎖。1#泵運行并運行燈HR1亮起;按下1#泵停止按鈕SB3時，1#泵接觸器KM1線圈斷電，接觸器KM1斷開，中間繼電器KA6線圈失電，中間繼電器KA6斷開使此回路自鎖解除。1#泵停止，運行指示燈HR1熄滅;當(dāng)按下2#泵起動按鈕SB2時，2#泵接觸器KM2吸合，接觸器KM2觸點吸合使中間繼電器KA7線圈吸合，中間繼電器KA7吸合使此回路自鎖。2#泵運行、運行指示燈HR2點亮;當(dāng)按下2#泵停止按鈕SB4時，2#泵接觸器KM2線圈斷電，接觸器KM）斷開，中間繼電器KA7線圈失電，中間繼電器KA7斷開使此回路自鎖解除。2#泵停止，運行指示燈HR2熄滅。

（二）自動控制原理

三位置選擇開關(guān)SA1扳到自動位置時，選擇開關(guān)SA1觸點接通;中間繼電器線圈KA9和KA10吸合，中間繼電器KA9和KA10的輔助觸點合上。當(dāng)上升水位觸及高水水位的位置時，高水位線纜浮球所在的開關(guān)SL2就被接通，使中間繼電器KA3線圈得電，中間繼電器KA3觸點接通并自鎖。此時中間繼電器KA3觸點閉合，電流通過閉鎖繼電器KA11觸點、接觸器輔助觸點KM2、中間繼電器KA9觸點，泵無故障中間繼電器KA4閉合，使得接觸器KM1線圈吸合，接觸器KM1主觸點合上，1#泵運行，1#泵運行指示點亮。此時接觸器KM1觸點閉合，中間繼電器KA6線圈吸合，中間繼電器KA6觸點閉合，接觸器KM2閉合，閉鎖繼電器KA11線圈吸合，1#泵回路中的閉鎖繼電器KA11觸點斷開，2#泵回路中的閉鎖繼電器KA11觸點閉合。1#泵開始工作將水排出，直到水位降低到設(shè)定低水位狀態(tài)時，低水位線纜浮球開關(guān)SL1則會斷開，中間繼電器KA3線圈失電，中間繼電器KA3觸點斷開，使得接觸器KM1線圈失電;KM1主觸點斷開，1#水泵運行停止。當(dāng)下一次集水坑水位上升到高水位時，由于閉鎖繼電器KA11已斷開、KA11觸點已閉合，電流通過閉鎖繼電器KA11觸點、接觸器輔助點KM1、中間繼電器KA9，使得接觸器KM2線圈吸合，接觸器KM2主觸點合上，2#泵運行，2#泵運行指示點亮。此時接觸器KM2觸點閉合，中間繼電器KA7線圈吸合，中間繼電器KA7觸點閉合，接觸器KM1閉合，閉鎖繼電器KA11線圈吸合，2#泵回路中的閉鎖繼電器KA11觸點斷開，1#泵回路中的閉鎖繼電器KA11觸點閉合。2#泵開始工作將水排出，直到水位降到設(shè)定低水位狀態(tài)時，低水位線纜浮球開關(guān)SL1則會斷開，2#水泵停止運行。當(dāng)下一次集水坑水位上升到高水位時，由于閉鎖繼電器KA11已閉合、KA11觸點已斷開，電流通過閉鎖繼電器KA11觸點、接觸器輔助點KM2、中間繼電器KA9，使得接觸器KM1線圈吸合，接觸器KM1主觸點合上，1#泵運行，1#泵運行指示點亮。同理，水泵就處于一用一備交替使用的狀態(tài)。當(dāng)水位上升到設(shè)定的超高水位狀態(tài)時，超高水位線纜浮球開關(guān)SL3接通，使中間繼電器KA1線圈得電并自鎖，電流通過中間繼電器KA10、中間繼電器KA3、中間繼電器KA1、繼電器KA9、線圈KM1吸合，接觸器KM1主觸點合上，1#泵運行，指示燈HR1點亮;同時電流也通過中間繼電器KA10、中間繼電器KA3、中間繼電器KA1、繼電器KA9、線圈KM2吸合，接觸器KM2主觸點合上，2#泵運行，指示燈HR2點亮。1#泵、2#泵同時起動將水排出，直到水位降低到設(shè)定低水位狀態(tài)時，低水位線纜浮球開關(guān)SL1則會斷開，1#泵、2#泵停止運行。

（三）自動控制狀態(tài)下，備用自投及故障報警

在設(shè)備處于自動運行狀態(tài)時，其中任何一臺泵出現(xiàn)故障，自動控制系統(tǒng)即會切換至另一臺泵進(jìn)行工作，這就互為備用的狀態(tài)。在默認(rèn)的狀態(tài)下，1#泵為主泵，2#泵為副泵。當(dāng)1#泵熱繼電器發(fā)出故障報警信號或者1#泵主開關(guān)未合上，這時中間繼電器KA4線圈吸合，繼電器KA4閉合，電流通過中間繼電器KA10、中間繼電器KA3、中間繼電器KA4、接觸器輔助點KM1、中間繼電器KA9，使得KM2線圈吸合，接觸器KM2主觸點合上，2#泵運行。同時中間繼電器KA4閉合，電流通過中間繼電器KA4、中間繼電器KA8，觸發(fā)蜂鳴器BZ報警。當(dāng)2#泵熱繼電器發(fā)出故障報警信號或者2#泵主開關(guān)未合上，這時中間繼電器KA5線圈吸合，繼電器KA5閉合，電流通過中間繼電器KA10、中間繼電器KA3、中間繼電器KA5、接觸器輔助點KM2、中間繼電器KA9，使得KM1線圈吸合，接觸器KM1主觸點合上，1#泵運行。同時中間繼電器KA5閉合，電流通過中間繼電器KA5、中間繼電器KA8，觸發(fā)蜂鳴器BZ。蜂鳴器的消音只有通過人員按復(fù)位按鈕SB5使得中間繼電器KA8線圈吸合并自鎖，中間繼電器KA8觸點斷開，蜂鳴器BZ失電或者故障自動恢復(fù)。

（四）遠(yuǎn)程監(jiān)控功能

對設(shè)備系統(tǒng)的工作運行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，實現(xiàn)設(shè)備的智能化管理，現(xiàn)場設(shè)備通常會接入BAS（Building Automation System-RTU）。BAS對排水系統(tǒng)只做監(jiān)視不做控制，只預(yù)留了自動信號、1#泵運行、2#泵運行、超高水位、高水位、1#泵故障、2#泵故障等信號。

四、工程實際應(yīng)用

以寶武炭材料科技有限公司（下稱“寶武炭材”）KK加氫槽區(qū)的粗苯原料廢水排至現(xiàn)有槽區(qū)廢水坑改造項目為工程實例。參考《鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計手冊》和《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》中設(shè)備負(fù)荷計算及低壓電氣設(shè)備的選擇，根據(jù)客戶提供的潛水泵的電氣參數(shù)及控制要求，設(shè)計了本次系統(tǒng)。設(shè)備參數(shù)如下：電機額定功率Pe=3Kw，額定電壓Ue=400V;參考以上文獻(xiàn)并計算得到電機的整定電流為5.7A，再進(jìn)行元器件設(shè)備的選型。元器件參數(shù)選型表。

五、結(jié)束語

本文通過對寶武炭材料科技有限公司（下稱“寶武炭材”）KK加氫槽區(qū)的粗苯原料廢水排至現(xiàn)有槽區(qū)廢水坑改造項目的要求來設(shè)計一套廢水排污控制系統(tǒng);對一用一備互為備用的潛水排污泵控制方式做了一種全新的設(shè)計，通過閉鎖繼電器的信號狀態(tài)來判別那臺泵為備用泵。與現(xiàn)階段用時間繼電器或PLC的控制方法更加簡便實用、經(jīng)濟實惠，維修方便。