自动补水系统的改造应用

姜士滨

（哈尔滨华汇热电股份有限公司，哈尔滨 150060）

1 引 言

水泵的PLC、变频自动控制技术早已被广泛应用在工业、民用的各个领域;但在一些农村泵站、城市欠发达地区及一些老的企业、老的物业小区仍然采用传统的控制方式——人工看守，人为地进行水泵起停操作，还未实现自动控制。尽管PLC、水泵专用变频器等的控制技术已经相当成熟，但这些地方往往因为资金问题不能更新成这些先进的控制设备，另外还有一些地方因为缺少具备维修PLC、变频器的能力的维修人员而不敢使用PLC、变频器控制技术，使得这些企业依然喜欢沿用传统的水泵控制设备。本文结合在20世纪80年代的老换热站补水泵控制回路的改造，介绍一种简便经济的控制方法，不用PLC、水泵专用变频器解决水泵自动运行问题。

2 对水泵人为起动控制的改造实例

某换热站，是一个20世纪80年代的老锅炉房改造而成的。补水系统的补水是根据管线的压力表，人为的按动起、停按钮来控制补水泵的起停。由于管线已经老化，丢水现象严重，工作人员必须几分钟进行一次补水，以保证供热管线的压力。这给工作人员带来了很大的不便。我们对原有的控制回路进行了改造。在原来回路的基础上，增加了一个主令开关，进行转换。并把原先的压力表改为电接点压力表。由于电接点压力表的电接点容量较小，不能用它直接控制电机的控制回路。因此，必须增加两个中间继电器，再通过两个中间继电器来控制电机的控制回路。通过这样一转换，从而实现了补水泵可根据管线的压力高低，而进行自起、自停。如果自动控制一旦出现问题，还可以将主令开关从自动档转换到手动档，进行人工操作。而不会因此影响对居民的供暖。补水系统控制见图1。

图1 补水系统控制回路图

下面我们对这一电路进行一下探讨。

3 电路改造设计

图中HK为主令开关，分为手动档、空档、自动档3个档位。工作当中可选择手动档和自动档。当检修电机或供热管线时，可选择空档。TQ和QA为手动回路的停止和起动按钮，C为原控制回路的接触器线圈，C1为线圈C的自锁常开触点，RJ为热继电器的常闭触点。PJ上和PJ下分别为电接点压力表的上限接点和下限接点。ZJ1和ZJ2为DZ—52—22型中间继电器的线圈，ZJ1a和ZJ1b为中间继电器ZJ1的两对常开触点，ZJ2a和ZJ2b为中间继电器ZJ2的两对常闭触点。当主令开关打到手动档时，主令开关1、2接通，自动回路3、4断开，自动装置回路失电不能工作，手动回路得电，可以通过TQ和QA进行补水泵的起停，保证管线压力。我们就不再叙述了。当HK打到自动档位时，主令开关3、4接通，自动装置回路得电。当电接点压力表的指针下降到电接点的下限位置时说明管线压力已经下降到极限，应该起动补水泵了。则电接点压力表的下限接点PJ下闭合接通，回路为电源A→主令开关2→主令开关3→主令开关4→ZJ1→PJ下→ZJ2a常闭→地。从而使线圈ZJ1励磁，中间继电器ZJ1吸合，并通过ZJ1b常开自锁。另外一个回路通过主令开关3→ZJ2b常闭→ZJ1a常开（此时由于中间继电器ZJ1吸合，所以ZJ1a闭合）→接触器线圈C→热继电器RJ常闭→电源C。从而使接触器C吸合，补水泵电机起动，对管线进行补水。

当管线压达到规定压力后，电接点压力表的指针走到了压力表的上限位置，此时，压力表的上限触点PJ上闭合接通。回路通过电源A→主令开关2→主令开关3→主令开关4→线圈ZJ2→PJ上→地。使中间继电器ZJ2吸合，ZJ2a常闭触点打开，线圈ZJ1失电，中间继电器ZJ1失磁，常开触点ZJ1a打开，接触器线圈C失电，接触器C失磁，从而使补水泵电机失电而停下来。当压力再次下降时，电接点压力表的上限触点PJ上断开，线圈ZJ2失电，使中间继电器ZJ2失磁，中间继电器ZJ2的两个常闭触点ZJ2a和ZJ2b又自动恢复到原来的闭合位置，为管线压力再次下降到电接点压力表的下限位置，使下限接点PJ下再次闭合，补水泵电机再次起动，做好了准备。

图中的电接点压力表的接点容量非常小，只有10W，如果直接用它来控制接触器线圈C，经常使用就会烧毁压力表的电接点，从而不能达到自动控制的目的。所以，我选择了ZJ1和ZJ2两个DZ—52—22型中间继电器，进行了一下转换，因为中间继电器的触头容量较大，而线圈的工作电流较小，这样不仅可以保护电接点压力表的上、下限触点，而且还可以作为自动控制回路的后备保护。实际测得DZ—52—22型中间继电器的线圈，通入220V交流电后的在路电流仅为0、016A，根据公式 ：P=U I，P=220V× 0，016A=3.5W左右，远远小于电接点压力表的触点容量10W，可以在回路中使用。在过去的一个采暖期的实际工作中，也恰恰验证了，选择DZ—52—22型中间继电器是正确的，使用后从未烧毁过电接点压力表的触点。图中ZJ2b是ZJ1a的后备保护，如果一旦常开触点ZJ1a断不开，则补水泵电机不能停止，管线的压力会不断上升，会使供热管道崩裂，造成的损失和后果不可想象;加入ZJ2b后，一旦出现ZJ1a断不开，电接点压力表的上限触点闭合后，会使中间继电器ZJ2吸合，从而使ZJ2b断开。管线压力下限再闭合，从而维持了管线的恒压，不至于出现管道崩裂的事故。

4 结论

通过这种改造，实现了自动补水控制，大大降低了看护人员的劳动强度。这种改造比起换变频器、加装PLC从经济上节省很多，而且一旦出现故障，一些老厂的电工就能进行维修，解决水泵自动控制问题。

当然，这种控制方式毕竟不是最先进的，一般适合应用在老设备改造上，新上设备不建议采用。

有条件的还是尽量选用PLC、压力控制器、变频器这些成熟、先进、可靠的控制技术来控制水泵，比如：国内外不少生产厂家近年来纷纷推出的一系列新型产品，如华为的TD2100;施耐德公司的Altivar58泵切换卡;SANKEN的SAMCO-I系列;ABB公司的ACS600、ACS400系列产品;富士公司的G11S/P11S系列产品;等等。

但对于那些资金短缺、技术水平掌握有限的地方，采用这种控制方式一样能实现水泵自动控制的目的，不失为一种简洁、可靠、造价低的控制方式。