小型排涝站自动排水系统改造

杭州萧山供销鞋城综合市场经营管理有限公司 顾雄强

杭州萧山某个行政村有一个小型排涝站内有一套自动排水系统现无法正常工作，委托我对这一套设备进行维修。维修前排涝站负责人提出了这样的要求，由于最近是汛期，排水系统要马上使用，维修的时间要尽可能短。接到这个任务后，我首先赶到排涝站对该设备进行了一个简单操作，发现控制柜内控制线路的各个接触器都不吸合。我用万用表对控制柜进行简单的测量，发现电压已经正常进入到电气控制柜，排除了电源电压的故障，线路故障原因很大的可能性出现在控制线路部分。由于该设备使用时间比较长，设备资料都已经缺失，更为严重的问题是原来电气柜内所有线路上没有标注线号。鉴于以上情况，我对排涝站负责人建议最好对该设备进行PLC改造，这样会大大缩短维修时间。排涝站负责人听取了我的建议，对改造提出以下要求。

（1）改造后的设备要能够正常的工作；

（2）要有完整的改造后的电气原理图和控制程序；

（3）对电气控制柜改造要小，尽可能使用原来的电气元件，设备原先有的各种保护都要有，增加一些故障指示功能；

（4）改造的费用要少；

（5）改造设备所用时间要短。

针对需求方提出的改造后的设备要能够正常的工作，首先要知道这个设备在没有出故障前是如何工作的。由于设备所有电气资料都已经丢失，无法借鉴，只能通过向操作该设备的操作人员了解设备的工作情况。通过对操作人员的询问，了解到这一套排水设备一共控制了二台30kw的电动机。由于排涝站排水是24h不间断工作，这二台电动机在任何时刻只有一台在工作，另外一台在休息；每一台的工作时间可以由操作面板上定时控制器来控制，设定时间到自动切换到另外一台。它的工作方式有二种，一种为手动状态，可以手动启动或停止水泵1，也可以手动启动或停止水泵2，但二台电动机不允许同时启动；另外一种为自动状态，可以选择先启动水泵1或者水泵2，设定时间到切换到另外一台工作，如此循环。我通过观察电动机铭牌，发现二台电动机的工作方式都是星三角运行方式。1号电动机星形启动为KM1和KM3交流接触器吸合，5s后KM3交流接触器释放，KM2交流接触器吸合，在这个过程中KM1交流接触器一直处于吸合状态，这样1号水泵电动机完成降压启动；2号电动机星形启动为KM4和KM6交流接触器吸合，5s后KM6交流接触器释放，KM5交流接触器吸合，在这个过程中KM4交流接触器一直处于吸合状态，这样2号水泵电动机完成降压启动。在整个的改造过程中，主电路不作任何的改动，只是在原来线路当中控制部分被取代，通过程序和外围接线的配合实现设备的正常工作。当模式选择旋钮SA1处于闭合状态时，此时设备处于手动控制状态，通过程序和控制线路的配合实现按下SB1，1号电动机先星形启动，5s后三角形运行，按下SB2，1号电动机停止运行；按下SB3，2号电动机先星形启动，5s后三角形运行，按下SB4，2号电动机停止运行，但在任意时刻内只允许一台电动机处于运行状态。当模式选择旋钮SA1处于断开状态时，此时设备处于自动控制状态，通过程序和控制线路的配合实现要是先按下SB1，1号电动机先运行，外部设定时间到先停止1号电动机，然后再启动2号电动机，如此循环直到设备停止运行；要是先按下SB3，2号电动机先运行，外部设定时间到先停止2号电动机，然后再启动1号电动机，如此循环直到设备停止运行。

改造后电气原理图如图1所示，按图接线，完成接线工作。控制程序如图2所示。二者配合完成整个控制系统的工作。

图1 改造后的电气原理图

图2 与电气原理图配套的控制程序

由于篇幅的原因，在这个地方，我提供了完整的控制程序的指令表，没有提供控制程序的梯形图。

在改造的过程中，充分利用原来电气柜内的电气元件，只是把控制部分不要了，用PLC程序取代。四个时间继电器被PLC控制板内部的时间继电器取代，中间继电器也被内部辅助继电器取代。复合按钮的使用只能使用常开按钮或者常闭按钮与一个输入继电器连接，且它们工作方式也有所不同，动作的时间差没有了，要想实现点动控制只能通过程序上的变换实现。由于仍然采用是原来控制元件，原来线路当中欠压、失压、过载、接地、短路保护仍然存在。对于过载产生的时候，我加上了动作指示灯，这个指示灯会一直工作，直到按下对应的停止按钮。满足了排涝站负责人提出的对电气控制柜改造要小，尽可能使用原来的电气元件，设备原先有的各种保护都要有，增加一些故障指示功能这一要求。

按图1完成电气柜的接线，将图2控制程序下载到仿PLC当中去。让操作人员过来操作，对设备进行试运行，和原来对比是不是一样，还要添加一些什么功能。所有操作符合要求后，让设备稳定运行一段时间。整个改造工作完成。

排涝站负责人提出要求4改造的费用要少，在完成本次改造所用的材料清单如下：

（1）32点仿三菱控制板，计150元；（2）主电路电线16平方铜线30m，计240元；（3）控制线路电线1平方铜线40m，计30元。（4）加上一些号码管，计10元。完成整个控制所用成本共计430元。完成整个改造所用的时间为1天，也符合排涝站负责人提出要求；（5）改造设备所用时间要短。