水泵控制原理優化

章麗菊

摘要：在使用過程中，發現南京地鐵一號線車站內的排水系統關鍵設備水泵的控制原理存在不足，即水泵處在自動控制狀態時,中、低水位浮球開關只要有一只不能工作，水泵就不能啟動，這樣不能滿足實際需要。鑒于此，對原設計控制原理進行優化，只要中、低水位浮球有一只正常工作，就能保證自動啟動水泵，提高了設備的運行可靠性。

關鍵詞：控制原理 浮球開關低水位中水位高水位優化

中圖分類號： U464.138+.1文獻標識碼：A 文章編號：

前言

南京地鐵一號線共有16座車站，其中地上車站5座，地下車站11座。對于車站內的排水系統，地上車站的污廢水以及雨水通過重心流形式分類集中排入城市排水管網系統；地下車站的生活污水、結構滲漏水、消防水、沖洗水等，排入相應的集水坑，通過泵房潛污泵提升，排入城市排水管網。

現狀分析

南京地鐵一號線地下車站的潛污泵共有169臺，控制柜共有86面，其中一控二的控制柜有69臺，一控三的控制柜有4臺，其余為單控的控制柜。

所有的潛水泵在自動的狀態下，都是通過浮球開關進行控制的。以一控二的控制柜內的電氣原理圖為例，如圖1所示（此圖為精簡過的原理圖，但浮球控制原理未改變）：

圖1： 原設計的電氣原理圖

下面簡述兩臺水泵都在自動狀態時的工作原理。通過圖1可知：當水位上升，低水位浮球開關FK低閉合，中間繼電器KA5線圈得電，KA5常開觸點吸合（端子28、29接通），為水泵的啟動做好準備，。當水位繼續上升，到達中水位時，FK中接通，這時中間繼電器KA1線圈通過KA4、KA2的常閉觸點和FK中、KA5的常開觸點得電吸合，并自保，KA1的常開觸點閉合，KM1線圈得電，第一臺潛水泵工作；同時KA4線圈得電吸合并自保，這樣KA2線圈回路的29、34端子接通，為下一過程啟動潛水泵做準備；當水位繼續上升，到達高水位時，浮球開關FK高接通，KA6線圈得電吸合，這時KA3線圈得電吸合并自保，這樣KM2線圈得電吸合，第二臺潛水泵工作，這時兩臺泵同時工作，進行排水，水位開始降低。等水位降低到低水位浮球開關斷開后，KA5線圈失電，原來吸合的常開觸點斷開，這樣KM1、KM2線圈失電，兩臺水泵同時停止工作。等到水位再次上升，超過低水位， FK低接通，為第二次啟動潛水泵做好準備，水位繼續上升，到中水位時，浮球開關FK中接通。這次，由于上次KA4吸合并自保，這樣，KA2線圈得電吸合并自保， KA2常開輔助觸點閉合， KM2線圈得電吸合，第二臺水泵首先開始工作進行排水， KA2常閉觸點斷開， KA4線圈失電， KA4的常閉、常開輔助觸點恢復原狀，為下一過程的KA1吸合做準備。也就是說：在相鄰的兩個工作周期中，兩臺水泵交替首先工作，互為備用。

問題的分析

在實際使用過程中，發現浮球開關質量不是很穩定，損壞較多，不能正常的接通。

通過上圖分析可以看出，在自動狀態下，如果低水位浮球開關出現問題不能接通，中間繼電器KA5線圈不能得電，其常開接點始終不能閉合，這樣水位到達中水位和高水位時，兩臺潛水泵都不能自動啟動，從而不能進行正常排水。若低水位浮球開關正常，中水位浮球開關不能正常接通，那么KA1或KA2就不能得電吸合，水泵仍不能正常啟動；同樣水位到達到高水位時， KA3仍不能得電吸合，水泵還是不能正常啟動，也就是說，只要低水位浮球開關或中水位浮球開關有一個不能正常工作，那么水位到達高水位后，潛水泵都不能正常啟動，進行排水，這樣就會出現水淹軌行區隧道，影響行車安全。

對控制原理進行優化

為了減少浮球開關對潛水泵排水的影響，做到只要低水位浮球開關或中水位浮球開關有一個浮球開關正常工作，就能至少保證有一臺潛水泵進行排水工作。將原控制原理進行如下優化，見圖2。

圖2 修改后的電氣原理圖

優化后的原理，見圖2的虛框所示：①增加一中間繼電器KA7，由中水位浮球開關FK中控制，②同時將原圖中的29號端子在KA3/KA6處斷開，將KA5的另一常開觸點和KA7的常開觸點并接，一端接到25號端子，另一端接到KA3/KA6并接的端子上，③原圖中的FK中改接為KA7的另一常開觸點。

通過圖2分析，在三只浮球開關完好的情況下，兩臺水泵的工作原理不變，但當有浮球開關損壞的情況下，浮球之間的聯系發生變化：

4.1、若低水位浮球開關FK低觸點不能正常接通，水位達到中水位后，浮球開關FK中吸合，為啟動水泵做好準備，水位繼續上升到高水位后，FK高接通，KA6線圈得電吸合，KA6常開觸點閉合，KA3線圈得電吸合并自保，KM1/KM2線圈得電吸合，兩臺水泵同時啟動，進行排水。等到水位低于中水位后，水泵才停止工作。

4.2、若中水位浮球開關FK中觸點不能正常接通，水位在低水位時，浮球開關FK低接通，KA5線圈得電吸合，KA5常開觸點閉合，水位達到高水位后，FK高閉合，KA6線圈得電吸合，KA6常開觸點閉合，KA3線圈得電吸合并自保，KM1/KM2線圈得電吸合，兩臺泵同時啟動，進行排水，等到水位低于低水位后，水泵才停止工作。

4.3、當高水位浮球開關損壞，水泵在中、低水位的控制保持不變，一臺水泵工作，但兩臺泵可在相鄰兩次啟動中進行切換。

結論

通過以上分析，對都會泵的控制原理進行優化后，解決了中、低水位浮球開關只要有一只不能正常接通，兩臺水泵就不能自動工作的問題，保證了在低水位、中水位和高水位浮球開關只要有兩只能正常工作，就能進行排水。從而保證了設備的可靠運行。