可编程控制器（PLC）在自动补水线上的应用

李发烜

【摘 要】为解决吐哈油库冬季采暖系统由于循环水的自然损耗和泄漏引起的循环泵抽空，导致热水管网压力不稳，原设计工艺设计落后，响应慢，控制电路触点多，继电器逻辑故障率高，补水泵经常出现启停故障的问题，提出应用新一代自动化控制方法，选取最能及时反应压力波动的点，应用可编程控制器原理，将原有继电器逻辑控制电路改造为PLC控制电路，自动实时取压启停泵补水，改造结果表明通过PLC拾取在线压力信号对补水泵启停实行控制，实现了稳定自动补水，消除补水泵启停故障。

【关 键 词】可编程控制器（PLC），自动、取压点、继电器、逻辑控制电路

【中图分类号】TM58【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0218-01

一、现状概述

吐哈油库的冬季采暖系统，承担着吐哈油田原油储罐、储罐区各泵房、值班室、食堂及生产办公区等近4500平方米建筑的冬季供暖工作，供热面积近10032平方米，热水循环管线长度近5000米。

管网循环水存在自然损耗和泄漏现象，当循环管网缺水到一定程度时，由于原继电器逻辑故障率高方法落后，响应慢。导致热水循环泵发生抽空现象，导致热水管网压力不稳，振动加大，则易损坏热水循环泵且影响正常供热。

二、工艺原理

原设计热水管网取压点在热水循环泵进口，取压点通过膨胀器取压，取压点与循环泵进口之间距离较远，不易及时传送，压力波动范围小，设计不合理。补水设计工艺如图1所示。电路控制原理如图2示。

电路控制原理为电接点压力表K监视热水循环泵进口汇管膨胀器P的压力。当汇管压力低时，ZT2中间继电器带电吸合，主接触器C带电工作，补水泵运转补水；当汇管压力升高后，ZT1带电，ZT1常闭触点动作，断开ZT2，同时打开ZT2自锁触头，使主接触器C断电，补水泵停机。

实际运行中，由于膨胀器距离热水循环泵很近，泵的吸力使汇管呈微正压状态，补水泵不能及时停止运行；当管网压力降低时，由于膨胀器对管网压力波动有一缓冲，膨胀器压力却很稳定，不能及时启动补水泵，上述情况容易造成机泵振动加大，管线压力不稳。

三、改造原理及措施

为了解决上述问题，采用可编程控制器（PLC）来模拟人为的监视并操作补水泵的启停，淘汰逻辑故障率高的控制电路。将取压点由热水循环泵进口改到循环泵出口。主要原理如下，将电接点压力表K由热水循环泵进口汇管改装为泵出口汇管位置，电接点压力表K把管网压力波动信号及时传至PLC，由PLC发出命令控制补水泵的启停时间，并监视补水泵电机的几种保护停机。当管网缺水时，首先压力波动，其波动范围正好在电接点压力表K低压接点左右，其触点信号启动PLC的计数器CNT开始计数，计数至设定值（本项目设为10）后，PLC输出控制信号，启动补水泵补水。另外，由于其它种种原因，导致管网压力突然降低至电接点压力表低压K接点以下并持续时间超过设定值（本项目设为10秒）时，PLC定时器Tim00动作，也启动补水泵补水。当管网压力稳定升高至高压设定值时，PLC接到电接点压力表K输出信号，定时器Tim01动作，PLC 输出停泵控制信号并自保持一段时间（时间由定时器Tim01（本项目设为10秒）设定），控制补水泵停泵，停止补水。其PLC工作梯形示意图如图3。

图3中，0000为电接点压力表K输出的压力波动触点开关信号；0002为电接点压力表K输出的低压开关信号；0003为电接点压力表K输出的高压开关信号；0004为电机热保护（热继电器）输出的故障停机和故障指示开关信号；CNT为PLC内部计数器；Tim00和Tim01为PLC内部定时器；1000为输出，经中间继电器放大控制补水泵正常启停；1001为电机热保护故障停机控制。

四、应用效果

应用PLC技术对控制电路改造并将取压点改到循环泵进口处后，该泵完全实现了自动控制，实现了补水泵自动启停，消除了补水泵启停故障，取压及时准确。本次设计还采用了两个定时器进行启停泵的延时，防止非正常压力波动干扰而造成泵的频繁启停，进一步增强了控制电路的可靠性，保证了热水循环管网及时补水，管网压力稳定，达到了改造的预期目标。