水泵控制原理优化

摘要：在使用过程中，发现南京地铁一号线车站内的排水系统关键设备水泵的控制原理存在不足，即水泵处在自动控制状态时,中、低水位浮球开关只要有一只不能工作，水泵就不能启动，这样不能满足实际需要。鉴于此，对原设计控制原理进行优化，只要中、低水位浮球有一只正常工作，就能保证自动启动水泵，提高了设备的运行可靠性。

关键词：控制原理 浮球开关低水位中水位高水位优化

中图分类号： U464.138+.1文献标识码：A 文章编号：

前言

南京地铁一号线共有16座车站，其中地上车站5座，地下车站11座。对于车站内的排水系统，地上车站的污废水以及雨水通过重心流形式分类集中排入城市排水管网系统；地下车站的生活污水、结构渗漏水、消防水、冲洗水等，排入相应的集水坑，通过泵房潜污泵提升，排入城市排水管网。

现状分析

南京地铁一号线地下车站的潜污泵共有169台，控制柜共有86面，其中一控二的控制柜有69台，一控三的控制柜有4台，其余为单控的控制柜。

所有的潜水泵在自动的状态下，都是通过浮球开关进行控制的。以一控二的控制柜内的电气原理图为例，如图1所示（此图为精简过的原理图，但浮球控制原理未改变）：

图1： 原设计的电气原理图

下面简述两台水泵都在自动状态时的工作原理。通过图1可知：当水位上升，低水位浮球开关FK低闭合，中间继电器KA5线圈得电，KA5常开触点吸合（端子28、29接通），为水泵的启动做好准备，。当水位继续上升，到达中水位时，FK中接通，这时中间继电器KA1线圈通过KA4、KA2的常闭触点和FK中、KA5的常开触点得电吸合，并自保，KA1的常开触点闭合，KM1线圈得电，第一台潜水泵工作；同时KA4线圈得电吸合并自保，这样KA2线圈回路的29、34端子接通，为下一过程启动潜水泵做准备；当水位继续上升，到达高水位时，浮球开关FK高接通，KA6线圈得电吸合，这时KA3线圈得电吸合并自保，这样KM2线圈得电吸合，第二台潜水泵工作，这时两台泵同时工作，进行排水，水位开始降低。等水位降低到低水位浮球开关断开后，KA5线圈失电，原来吸合的常开触点断开，这样KM1、KM2线圈失电，两台水泵同时停止工作。等到水位再次上升，超过低水位， FK低接通，为第二次启动潜水泵做好准备，水位继续上升，到中水位时，浮球开关FK中接通。这次，由于上次KA4吸合并自保，这样，KA2线圈得电吸合并自保， KA2常开辅助触点闭合， KM2线圈得电吸合，第二台水泵首先开始工作进行排水， KA2常闭触点断开， KA4线圈失电， KA4的常闭、常开辅助触点恢复原状，为下一过程的KA1吸合做准备。也就是说：在相邻的两个工作周期中，两台水泵交替首先工作，互为备用。

问题的分析

在实际使用过程中，发现浮球开关质量不是很稳定，损坏较多，不能正常的接通。

通过上图分析可以看出，在自动状态下，如果低水位浮球开关出现问题不能接通，中间继电器KA5线圈不能得电，其常开接点始终不能闭合，这样水位到达中水位和高水位时，两台潜水泵都不能自动启动，从而不能进行正常排水。若低水位浮球开关正常，中水位浮球开关不能正常接通，那么KA1或KA2就不能得电吸合，水泵仍不能正常启动；同样水位到达到高水位时， KA3仍不能得电吸合，水泵还是不能正常启动，也就是说，只要低水位浮球开关或中水位浮球开关有一个不能正常工作，那么水位到达高水位后，潜水泵都不能正常启动，进行排水，这样就会出现水淹轨行区隧道，影响行车安全。

对控制原理进行优化

为了减少浮球开关对潜水泵排水的影响，做到只要低水位浮球开关或中水位浮球开关有一个浮球开关正常工作，就能至少保证有一台潜水泵进行排水工作。将原控制原理进行如下优化，见图2。

图2 修改后的电气原理图

优化后的原理，见图2的虚框所示：①增加一中间继电器KA7，由中水位浮球开关FK中控制，②同时将原图中的29号端子在KA3/KA6处断开，将KA5的另一常开触点和KA7的常开触点并接，一端接到25号端子，另一端接到KA3/KA6并接的端子上，③原图中的FK中改接为KA7的另一常开触点。

通过图2分析，在三只浮球开关完好的情况下，两台水泵的工作原理不变，但当有浮球开关损坏的情况下，浮球之间的联系发生变化：

4.1、若低水位浮球开关FK低触点不能正常接通，水位达到中水位后，浮球开关FK中吸合，为启动水泵做好准备，水位继续上升到高水位后，FK高接通，KA6线圈得电吸合，KA6常开触点闭合，KA3线圈得电吸合并自保，KM1/KM2线圈得电吸合，两台水泵同时启动，进行排水。等到水位低于中水位后，水泵才停止工作。

4.2、若中水位浮球开关FK中触点不能正常接通，水位在低水位时，浮球开关FK低接通，KA5线圈得电吸合，KA5常开触点闭合，水位达到高水位后，FK高闭合，KA6线圈得电吸合，KA6常开触点闭合，KA3线圈得电吸合并自保，KM1/KM2线圈得电吸合，两台泵同时启动，进行排水，等到水位低于低水位后，水泵才停止工作。

4.3、当高水位浮球开关损坏，水泵在中、低水位的控制保持不变，一台水泵工作，但两台泵可在相邻两次启动中进行切换。

结论

通过以上分析，对都会泵的控制原理进行优化后，解决了中、低水位浮球开关只要有一只不能正常接通，两台水泵就不能自动工作的问题，保证了在低水位、中水位和高水位浮球开关只要有两只能正常工作，就能进行排水。从而保证了设备的可靠运行。