李發(fā)烜

【摘 要】為解決吐哈油庫冬季采暖系統(tǒng)由于循環(huán)水的自然損耗和泄漏引起的循環(huán)泵抽空，導(dǎo)致熱水管網(wǎng)壓力不穩(wěn)，原設(shè)計工藝設(shè)計落后，響應(yīng)慢，控制電路觸點(diǎn)多，繼電器邏輯故障率高，補(bǔ)水泵經(jīng)常出現(xiàn)啟停故障的問題，提出應(yīng)用新一代自動化控制方法，選取最能及時反應(yīng)壓力波動的點(diǎn)，應(yīng)用可編程控制器原理，將原有繼電器邏輯控制電路改造為PLC控制電路，自動實時取壓啟停泵補(bǔ)水，改造結(jié)果表明通過PLC拾取在線壓力信號對補(bǔ)水泵啟停實行控制，實現(xiàn)了穩(wěn)定自動補(bǔ)水，消除補(bǔ)水泵啟停故障。

【關(guān) 鍵 詞】可編程控制器（PLC），自動、取壓點(diǎn)、繼電器、邏輯控制電路

【中圖分類號】TM58【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0218-01

一、現(xiàn)狀概述

吐哈油庫的冬季采暖系統(tǒng)，承擔(dān)著吐哈油田原油儲罐、儲罐區(qū)各泵房、值班室、食堂及生產(chǎn)辦公區(qū)等近4500平方米建筑的冬季供暖工作，供熱面積近10032平方米，熱水循環(huán)管線長度近5000米。

管網(wǎng)循環(huán)水存在自然損耗和泄漏現(xiàn)象，當(dāng)循環(huán)管網(wǎng)缺水到一定程度時，由于原繼電器邏輯故障率高方法落后，響應(yīng)慢。導(dǎo)致熱水循環(huán)泵發(fā)生抽空現(xiàn)象，導(dǎo)致熱水管網(wǎng)壓力不穩(wěn)，振動加大，則易損壞熱水循環(huán)泵且影響正常供熱。

二、工藝原理

原設(shè)計熱水管網(wǎng)取壓點(diǎn)在熱水循環(huán)泵進(jìn)口，取壓點(diǎn)通過膨脹器取壓，取壓點(diǎn)與循環(huán)泵進(jìn)口之間距離較遠(yuǎn)，不易及時傳送，壓力波動范圍小，設(shè)計不合理。補(bǔ)水設(shè)計工藝如圖1所示。電路控制原理如圖2示。

電路控制原理為電接點(diǎn)壓力表K監(jiān)視熱水循環(huán)泵進(jìn)口匯管膨脹器P的壓力。當(dāng)匯管壓力低時，ZT2中間繼電器帶電吸合，主接觸器C帶電工作，補(bǔ)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)補(bǔ)水；當(dāng)匯管壓力升高后，ZT1帶電，ZT1常閉觸點(diǎn)動作，斷開ZT2，同時打開ZT2自鎖觸頭，使主接觸器C斷電，補(bǔ)水泵停機(jī)。

實際運(yùn)行中，由于膨脹器距離熱水循環(huán)泵很近，泵的吸力使匯管呈微正壓狀態(tài)，補(bǔ)水泵不能及時停止運(yùn)行；當(dāng)管網(wǎng)壓力降低時，由于膨脹器對管網(wǎng)壓力波動有一緩沖，膨脹器壓力卻很穩(wěn)定，不能及時啟動補(bǔ)水泵，上述情況容易造成機(jī)泵振動加大，管線壓力不穩(wěn)。

三、改造原理及措施

為了解決上述問題，采用可編程控制器（PLC）來模擬人為的監(jiān)視并操作補(bǔ)水泵的啟停，淘汰邏輯故障率高的控制電路。將取壓點(diǎn)由熱水循環(huán)泵進(jìn)口改到循環(huán)泵出口。主要原理如下，將電接點(diǎn)壓力表K由熱水循環(huán)泵進(jìn)口匯管改裝為泵出口匯管位置，電接點(diǎn)壓力表K把管網(wǎng)壓力波動信號及時傳至PLC，由PLC發(fā)出命令控制補(bǔ)水泵的啟停時間，并監(jiān)視補(bǔ)水泵電機(jī)的幾種保護(hù)停機(jī)。當(dāng)管網(wǎng)缺水時，首先壓力波動，其波動范圍正好在電接點(diǎn)壓力表K低壓接點(diǎn)左右，其觸點(diǎn)信號啟動PLC的計數(shù)器CNT開始計數(shù)，計數(shù)至設(shè)定值（本項目設(shè)為10）后，PLC輸出控制信號，啟動補(bǔ)水泵補(bǔ)水。另外，由于其它種種原因，導(dǎo)致管網(wǎng)壓力突然降低至電接點(diǎn)壓力表低壓K接點(diǎn)以下并持續(xù)時間超過設(shè)定值（本項目設(shè)為10秒）時，PLC定時器Tim00動作，也啟動補(bǔ)水泵補(bǔ)水。當(dāng)管網(wǎng)壓力穩(wěn)定升高至高壓設(shè)定值時，PLC接到電接點(diǎn)壓力表K輸出信號，定時器Tim01動作，PLC 輸出停泵控制信號并自保持一段時間（時間由定時器Tim01（本項目設(shè)為10秒）設(shè)定），控制補(bǔ)水泵停泵，停止補(bǔ)水。其PLC工作梯形示意圖如圖3。

圖3中，0000為電接點(diǎn)壓力表K輸出的壓力波動觸點(diǎn)開關(guān)信號；0002為電接點(diǎn)壓力表K輸出的低壓開關(guān)信號；0003為電接點(diǎn)壓力表K輸出的高壓開關(guān)信號；0004為電機(jī)熱保護(hù)（熱繼電器）輸出的故障停機(jī)和故障指示開關(guān)信號；CNT為PLC內(nèi)部計數(shù)器；Tim00和Tim01為PLC內(nèi)部定時器；1000為輸出，經(jīng)中間繼電器放大控制補(bǔ)水泵正常啟停；1001為電機(jī)熱保護(hù)故障停機(jī)控制。

四、應(yīng)用效果

應(yīng)用PLC技術(shù)對控制電路改造并將取壓點(diǎn)改到循環(huán)泵進(jìn)口處后，該泵完全實現(xiàn)了自動控制，實現(xiàn)了補(bǔ)水泵自動啟停，消除了補(bǔ)水泵啟停故障，取壓及時準(zhǔn)確。本次設(shè)計還采用了兩個定時器進(jìn)行啟停泵的延時，防止非正常壓力波動干擾而造成泵的頻繁啟停，進(jìn)一步增強(qiáng)了控制電路的可靠性，保證了熱水循環(huán)管網(wǎng)及時補(bǔ)水，管網(wǎng)壓力穩(wěn)定，達(dá)到了改造的預(yù)期目標(biāo)。