給排水系統(tǒng)水泵損壞原因及自動控制器的應(yīng)用,職稱論文內(nèi)容摘要：針對外界因素導(dǎo)致傳統(tǒng)排水系統(tǒng)失靈情況，提出自動控制器在給排水系統(tǒng)中的應(yīng)用研究。分析給排水系統(tǒng)水泵損壞原因，使用JY32型號的水位控制器，確定其工作原理。從高低位水池水源量分析給排水雙控應(yīng)用，繪制泵控制曲線，改善以往固態(tài)降壓起動存在的問題，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩，控制喘振或沖擊。設(shè)置防抖探，控制枯水、溢水問題。根據(jù)控制器內(nèi)指示燈，控制給排水系統(tǒng)空泵運轉(zhuǎn)。檢測水位探頭，控制缺水保衛(wèi)水位。本文關(guān)鍵詞語：自動控制器；給排水系統(tǒng)；水泵；保衛(wèi)；目錄1給排水系統(tǒng)水泵損壞原因及自動控制器工作原理分析11.1給排水系統(tǒng)水泵損壞原因21.2自動控制器工作原理32自動控制器在給排水系統(tǒng)中應(yīng)用42.1給排水雙控52.2喘振或沖擊控制52.3枯水溢水越限制52.4空泵運轉(zhuǎn)給排水控制52.5缺水保衛(wèi)水位控制63結(jié)束語7文內(nèi)圖表8圖1JY32型號的水位控制器連接線9圖2泵控制曲線10圖3水位探頭檢測流程10以下為參考文獻(xiàn)1泵一般直接與電機軸相連，當(dāng)電機起動時，泵和液體將承受力矩的全部作用。由于對泵啟動扭矩的要求不高，所以泵和液體從零速到全速的加速經(jīng)過都很快，通常小于1秒，使泵的輸出流量在短時間內(nèi)由零速增加到額定容量[1].由于短時間內(nèi)快速的流量變化會導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)喘息現(xiàn)象，因而系統(tǒng)需要保持平衡的狀態(tài)[2].而在應(yīng)急沖擊作用下的泵葉和管壁，在強壓力瞬態(tài)下會引起管道移動，極易造成管道和支架的損壞。所以研究自動控制器在給排水系統(tǒng)中的應(yīng)用是非常必要的，隨著近年來自動控制器在社會各個行業(yè)的廣泛應(yīng)用，發(fā)揮了較高的穩(wěn)定性和可靠性，而且具有編程簡單、配置靈敏等優(yōu)點，為當(dāng)代工業(yè)控制系統(tǒng)運行發(fā)揮了重要的作用[3].1給排水系統(tǒng)水泵損壞原因及自動控制器工作原理分析1.1給排水系統(tǒng)水泵損壞原因電機的轉(zhuǎn)矩特性是用速度-轉(zhuǎn)矩關(guān)系曲線來描繪敘述，轉(zhuǎn)矩的變化與電機的轉(zhuǎn)速變化成正比。當(dāng)異步電機驅(qū)動變轉(zhuǎn)矩負(fù)載〔如離心泵〕，這時轉(zhuǎn)矩的變化與電機的轉(zhuǎn)速成比例，由于水泵直接與電機輸出軸相連，壓力變化與電機轉(zhuǎn)矩變化成正比[4].電機直接啟動輸出轉(zhuǎn)矩大大超過了泵系統(tǒng)從零轉(zhuǎn)速到正常工作點所需的轉(zhuǎn)矩，泵電機的初始轉(zhuǎn)矩是堵轉(zhuǎn)矩，為滿速轉(zhuǎn)矩的180%.電機的臨界轉(zhuǎn)矩通常是其最大轉(zhuǎn)矩，它產(chǎn)生于滿轉(zhuǎn)速附近，在這種情況下，電機的轉(zhuǎn)矩大約是滿轉(zhuǎn)速的250%[5].電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與負(fù)載所需轉(zhuǎn)矩不同，用來加速負(fù)載與電機連接，根據(jù)泵系統(tǒng)顯示，此時電機直接啟動所產(chǎn)生的加速轉(zhuǎn)矩使泵能很快地到達(dá)工作速度[6].而泵速的這一忽然變化，會導(dǎo)致泵系統(tǒng)相應(yīng)管路中液體流動產(chǎn)生沖擊或喘振，造成水泵損壞。1.2自動控制器工作原理使用JY32型號的水位控制器，其連接線如此圖1所示。引腳5、6表示工作電源輸入端，引腳5-9表示控制器強電信號端，引腳0-4分別表示控制器弱電信號端。華而不實引腳1、2分別連接低位水池探頭處；引腳3、4分別連接到高位水池探頭處；引腳0;連接公共信號端；引腳7、8、9分別表示電隔離輸出轉(zhuǎn)換觸點，通過輸入探頭通判結(jié)果，就能控制水位高低[7].圖1JY32型號的水位控制器連接線2自動控制器在給排水系統(tǒng)中應(yīng)用2.1給排水雙控給水排水的應(yīng)用場合有自動給水與排水，或同時控制兩種給水方式，兩套控制系統(tǒng)同時控制低位水源池〔井、地槽〕和高位水源池〔水塔、樓頂水池〕。該系統(tǒng)的工作經(jīng)過為：當(dāng)?shù)臀凰厮桓哂趌端探頭〔準(zhǔn)備泵水位〕時，若高位水池〔箱體〕內(nèi)水位下降到4端探頭下面，則控制器端子7、8閉合啟動電泵開場供水；當(dāng)高位水池〔準(zhǔn)備泵水位〕下降到3端探頭或低位水池水位下降到2端探頭下面〔強迫停止泵水位〕時，控制器端子7、8閉合啟動電泵斷水[8].在低池水位高于1端探頭時同時高池水位低于4端探頭時開場重新啟動，這樣循環(huán)下假如低池中有足夠的水源〔水位總是高于1端探頭，也就是始終連接l端和公共端0〕，其工作經(jīng)過屬于單獨的給水控制方式。若低位水槽水源缺乏，或高位水槽用水太多〔持續(xù)缺水，4端持續(xù)與公共端0斷開〕的狀態(tài)下，則工作經(jīng)過屬于單獨的排水控制方式，正常情況下兩者可同時起作用[9].2.2喘振或沖擊控制過去采用軟起動、斜坡起動等固體降壓起動方式，固然降低了加速轉(zhuǎn)矩，但無法消除喘振現(xiàn)象。電機端電壓隨時間增大，轉(zhuǎn)矩也隨之增大，超出直接啟動時間，流量能夠由零增加到100%,液流的沖擊就會減小。加速扭矩越小，對負(fù)載施加的壓力就越小，因而改變泵的速度所需的時間就越長。固體降壓啟動加速轉(zhuǎn)矩比直接啟動泵電機顯著降低，這是由于固體降壓啟動電機初始電壓較低，在一個可調(diào)時間周期內(nèi)，其升力隨升力上升至滿電壓，此時固體降壓啟動電機的轉(zhuǎn)速也隨之上升，這種轉(zhuǎn)矩的忽然變化會引起速度的突變，進(jìn)而導(dǎo)致加速結(jié)束產(chǎn)生沖擊和喘振現(xiàn)象[10].針對該問題，采用帶有泵控功能JY32型號的水位控制器來消除喘振沖擊現(xiàn)象，如此圖2所示。圖2泵控制曲線馬達(dá)的速度-轉(zhuǎn)矩曲線是一種與給排水系統(tǒng)相關(guān)的特性，接近于恒定的加速轉(zhuǎn)矩，而不需要轉(zhuǎn)速計、流量或壓力傳感器和其他類型的外部反應(yīng)控制器，而是使用基于微處理器的馬達(dá)反應(yīng)來實現(xiàn)。在電機加速經(jīng)過中，應(yīng)根據(jù)線電壓和線電流的反應(yīng)，對電機端電壓進(jìn)行調(diào)整，并不斷調(diào)整電機的基本特性，使其加速轉(zhuǎn)矩接近恒定。由于轉(zhuǎn)矩不會忽然改變，所以電機運行平穩(wěn)，水位控制器的振蕩沖擊或喘振表現(xiàn)為最小。水位控制器具有特殊的水位控制功能，它能夠像控制泵的電動加速那樣控制其減速經(jīng)過，在停機指令發(fā)生后，控制器能夠監(jiān)控電壓、電流以及電機的反應(yīng)，進(jìn)而使電機的速度不會忽然改變。控制裝置不斷降低泵電機的轉(zhuǎn)矩，并根據(jù)泵典型的速度-轉(zhuǎn)矩曲線對轉(zhuǎn)速進(jìn)行修正，到達(dá)勻速平緩的減速效果，減小因流量忽然變化對排水系統(tǒng)造成的喘振和沖擊的影響。2.3枯水溢水越限制JY32能夠在探測低潮和溢出情況時立即發(fā)出報警信號。其實現(xiàn)方式方法是將0端連接到公共地面，2端探測器與地面池塘報警的位置降低，3端探測器與池塘頂部的島嶼報警位置降低，此時，探測器為最大報警位置池。把探測器2和3放置在同一箱體的最低〔干水〕水位和最高〔溢流〕水位。如外表可能有波動，還應(yīng)安裝防振復(fù)位液位探頭1、4.在液位低于2和3或高于3時，8和9關(guān)斷鐘報警〔這也是一種強有力的停止泵信號〕，在正常范圍內(nèi)，與液位之間的1,4,9分鐘內(nèi)沒有報警。由于1、4是防抖動復(fù)位探頭，應(yīng)該將探頭4設(shè)置在探頭3下面，而探頭1應(yīng)該設(shè)置在探頭2之上。地震探測器和報警探測器之間的高度差一般在1~3cm左右，略大于實際液波落差。該接線方式在液位正常，電源接通或斷開時自動復(fù)位，出現(xiàn)干式或溢流性報警信號后自動維護(hù)，無需防振檢測。2.4空泵運轉(zhuǎn)給排水控制只進(jìn)行供水控制時，JY32的1和2可用于監(jiān)測管路中的水儲備，也就是講，在任何高度泵葉輪實現(xiàn)1和2不引水〔1、2和公用終端0〕時，泵不工作〔7、8〕，這時排水等待的指示燈點亮顯示。一般情況下，在超低水位監(jiān)測探頭1和2的位置范圍內(nèi)，可添加3-30毫米下面4-end高水位池探頭〔第二端略低于l-endanti-shake穩(wěn)定值〕，例如在液位啟動后，假如不升卻降到2點下面時，探頭將自動關(guān)閉，與此同時，排水等待指示燈點亮進(jìn)行指示警報。2.5缺水保衛(wèi)水位控制由于JY32型號的水位控制器在抽水經(jīng)過會有一定的滯后性，因而在設(shè)計經(jīng)過中應(yīng)加強水位探頭的檢測，檢測流程如此圖3所示。圖3水位探頭檢測流程啟動后對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，當(dāng)水位低于最低水位的情況下，水位探頭1會檢測到高水平信號，這時，控制繼電器關(guān)掉，黃燈注水。若3號水位檢測器在另一端沒有能及時探測到低電平信號，則表示無水，這時MCU立即控制繼電器，保衛(wèi)水泵。在水位探頭2檢測到低電平信號時，表示清楚水位已滿，單片機接收到信號，控制繼電器停止泵的工作。由于井水到注水口需要一定的時間，同時水位檢測器3不能探測到低電平信號，但實際上井中可能還有水，因而程序需要等待一段時間。由于管道布置的不同，當(dāng)泵在短時間內(nèi)停止工作時，水位探頭3能夠探測到低水位，但泵已經(jīng)停止工作，這是錯誤的邏輯，所以程序需要等待一些時間來再次檢查水位探測器3.水位探頭是一根導(dǎo)線，連接在一端具有較大外表積的金屬探針。因金屬探頭外表體積較大，與水的接觸面較好，導(dǎo)電性能大大提高。假如控制器單片機管腳是浮點型，控制器的默認(rèn)輸出就是高電平，采用的水位探頭通常有四種類型，即接地端、低水位端、高水位端和進(jìn)水端。當(dāng)?shù)竭_(dá)高水位端時，將高水位端與共地端連接，并停止注水；水位正常時，將公共地面端與低水位端連接，并將公共地面端與低水位端連接；在注水期間，將進(jìn)水端與公共地面端分離，并對缺水的水泵施行缺水保衛(wèi)。通過調(diào)節(jié)水位探頭的安裝高度，根據(jù)實際需要，能夠?qū)崿F(xiàn)對控制水位的調(diào)節(jié)，并在缺水時實現(xiàn)對水泵的保衛(wèi)，避免水泵因缺少水燒壞，造成經(jīng)濟損失。3結(jié)束語給排水系統(tǒng)采用自動控制器實現(xiàn)了同步控制，有效防止電機空轉(zhuǎn)、溢流和干水，減少了設(shè)備運轉(zhuǎn)故障率，具有較高的穩(wěn)定性和可靠性。其構(gòu)造簡單實用，被廣泛地應(yīng)用于家用泵、消防泵、污水泵、工業(yè)泵等系統(tǒng)控制，是一種行之有效的排水方式方法。自動化控制器可對多位水位顯示，能夠遠(yuǎn)距離觀測儲水排水情況，并通過相應(yīng)的外圍電路實現(xiàn)了設(shè)備的直接控制?？刂破髂軌蛴行У乇Ｐl(wèi)設(shè)備，具有較強的抗干擾能力，有效提高了系統(tǒng)的安全可靠性和控制性，保障了給排水系統(tǒng)高效穩(wěn)定地運行。以下為參考文獻(xiàn)[1]羅鑫。PLC與計算機在自動售飲料機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2021,17〔16〕：68-69.[2]衣明輝，周夢慰。ACR9000運動控制器在金屬蜂窩自動拼焊機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電工技術(shù)，2022,492〔6〕：16-18.[3]王執(zhí)煜，齊永峰，叢喜東。PLC自動控制系統(tǒng)在液壓式枝丫材打捆機中的應(yīng)用[J].林業(yè)機械與木工設(shè)備，2021,46〔6〕：37-39.[4]馬斌。電氣自動化技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用分析[J].名城繪，2022,1〔6〕：232.[5]關(guān)玉霞。采集控制器在廣播發(fā)射自動化監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].西部廣播電視，2022,2〔9〕：221-222.[6]趙吉康，徐達(dá)，姜恩宇。分?jǐn)?shù)階PID控制器在自動電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].上海電力學(xué)院學(xué)報，2022,35〔4〕：308-314.[7]劉懋霖，周圍。