柴油机水泵的控制技术

1.二级泵变流量系统的工作原理

二级泵变流量系统用旁通管将冷水系统划分为冷水制备和冷水输送两个部分，形成一次环路和二次环路。一次环路由冷水机组、一级泵，供回水管路和旁通管组成，负责冷水制备，按定流量运行。二次环路由二级泵、空调末端设备、供回水管路和旁通管组成，负责冷水输送，按变流量运行。设置旁通管的作用是使一次环路保持定流量运行。旁通管上应设流量开关和流量计，前者用来检查水流方向和控制冷水机组、一级泵的起停；后者用来检测管内的流量。旁通管将一次环路和二次环路两者连接在一起。就整个水系统而言，其水路是相通的，但两个环路的功能互相独立。一级泵与冷水机组采取“一泵对一机”的配置方式，而二级泵的配置不必与一级泵的配置相对应，它的台数可多于冷水机组数，有利于适应负荷的变化。

二次环路的变流量可采取以下两种方式来实现：一是多台并联水泵分别投人运行方式，即台数调节；一是采用变频调速水泵调节转速方式。

2.二级泵变流量系统的控制方法

目前有二级泵采用压差控制、一级泵采用流量盈亏控制法；和二级泵采用流量控制，一级泵采用负荷控制法等。

(1)二级泵采用压差控制、一级泵采用流量盈亏控制。

①多台二级泵并联分别投入运行时，若水泵并联后具有陡降型的合成特性曲线，常采用压差控制。当空调负荷变化时，负荷侧所需的水流量也要改变，供、回水管之间的压差随之发生变化。此时，压差控制器将压差信号传给负荷侧调节阀，驱动该阀动作，同时传给程序控制器来控制二级泵的运行台数。

通常利用水泵并联后的合成特性曲线，设定某个压力作为上限，而另一个压力为下限。当负荷减小时，系统所需水量减少，使工作压力超过上限值，原先并联运行的水泵开始减少(关闭)一台泵；当负荷增大时，所需水量增多，其工作压力低于下限值，开始增加(开起)一台泵。在二级泵进行台数控制过程中，负荷侧调节阀始终要参与系统压力的协调工作。

二级并联水泵应尽量采用相同规格和类型的水泵。如采用不同型号或规格时，则设定压力值会有较大的不同。此时应采用分组开起或关闭泵的上、下限压力值的办法来解决，这样会使系统的控制变得更加复杂。

②当负荷侧二级泵系统的流量减少时，一级泵的流量过剩。盈余的水量经旁通管从A流向B返回一级泵的吸入端，这种状态称为“盈”。当流过旁通管的流量相当于一级泵单台流量110％左右时，流量计触头动作，通过程序控制器自动关闭一台水泵和对应的冷水机组。

在一级泵仅部分台数运行的情况下，当要求二级泵系统的流量增大时，就会出现一级泵水量供不应求的情况。这时二级泵将使部分回水经旁通管从B流向A，直接与一级泵输出的水相混合，以满足二级泵系统对水量增大的需要。这种状态称为“亏”。当出现的水量亏损达到相当于一级泵单台水泵流量的20％左右时，旁通管上的流量开关将动作，将信号输入程序控制器，自动起动一台水泵和对应的冷水机组。

采用流量盈亏来控制一级泵和冷水机组的运行台数，存在一个水力工况和热力工况的协调问题。因为流量的变化与空调负荷的变化不成线性关系。当流量减少到关闭一台水泵时，实际上并不意味着系统的需冷量也应减少到一台冷水机组的制冷量。这个问题也只有通过冷水机组自身的能量调节系统来解决。

(2)二级泵采用流量控制、一级泵采用负荷控制当多台二级泵并联分别投入运行时，若水泵并联后的合成特性曲线较平坦(缓)，采用前面提到的压差控制较为困难，此时，二级泵可采用流量控制。流量控制既适用于具有平坦型特性曲线的水泵，也适用于具有陡降型特性曲线的水泵；一级泵采用负荷控制(也称热量控制)，它可以较好地解决流量盈亏控制中产生的水力工况和热力工况之间协调的问题。

某一高度后才能按重力流方法运行。

-----污水提升泵站的作用：就是将上流来的污水提升至后续处理单元所要求的高度，使其实现重力流。

-----提升泵站一般由：水泵、集水池、泵房组成。

二、泵站内的水泵多种多样，一般以离心泵为主。按照安装方式分为干式泵和潜污泵，

干式泵又有立式泵和卧式泵。泵潜污有污水中安装和干式安装两种类型。

三、集水池的作用是调节来水量与抽升量之间的不平衡、避免水泵频繁启动。

1.集水池的布置应充分考虑到方便泵的维修，固定泵底座的维修等。（潜污泵、集水池最好是两套单独运行。）

2.对于平衡进水量和出水量现在大都采用调频的方法来解决，效果良好。

3.集水池的布置应考虑到清理时和维护保养的方便。对于封闭式集水池应在对流处设通风孔、通风机。

4.集水池要根据具体情况定期清理杂物，保证水泵正常运行。

四、对集水池内的水泵机组运行控制应考虑以下几项原则

1.要保证来水量与提升量一致，即来多少，提升多少。2.要保持集水池高水位运行。

3.水泵的开、停不要过于频繁。4.要至少有一台备用泵。5.保持水泵组内每台水泵的停、开时间均匀。

一、系统功能

1、监控信号

PLC系统工作时监控各开关量和模拟量信号，具体如下：

① 各水泵电机的开停信号。

② 各水泵电机高压开关的电力参数信号。

③ 各电动闸阀的开关信号。

④ 各电磁阀的开关信号。

⑤ 主（备用）排水管路流量。

⑥ 水仓配水井水位信号。

⑦ 广一水泵真空度和出水口压力。

⑧ 闸阀及电机开停到位信号。

不计算中间变量，总计80个DI点，14个AI点。

2、控制信号

通过操作台上开关量输入及根据采集到的模拟量数据，经过广一水泵厂比较分析后实现:

① 水泵电机的开停控制。

② 各电动闸阀的开关控制。

③ 各电磁阀的开关控制。

④ 集中操作台的输出指示。

总计42个DO输出点。

3、控制方式

水泵自动控制系统包括自动、手动两种方式。

自动控制：系统根据程序设定条件（水位、压力、真空度、时间等）自动完成对水泵及其它关联设备的开停控制，各设备之间有联锁关系。

手动控制：由操作员根据需要，依照操作规程和现场数据按顺序控制水泵及其关联设备的开停控制，单台泵各设备之间有联锁关系。

4、水泵工作方式

根据煤矿安全规程规定，矿井水泵必须有工作、备用和检修三种工作方式。工作方式：指当前水泵在本次水泵操作中，优先被开启。

备用方式：指当前水泵在本次水泵操作中，处于备用状态，当已开启广一管道泵不能满足排水需要时，才被开启投入工作。

检修方式：指当前水泵在本次水泵操作中，不被使用，而是对该水泵进行检修工作方式直接在集中控制台上设定。

5、控制功能

① 根据工况设定以及时间、水位、矿供电负荷等参数自动开启、停止水泵的运转，并实现泵阀的联锁启动，对运行中的各种参数进行实时监控，通过工业以太网向上传送数据。

② 根据失压、超温等报警信息控制水泵自动停止。

③ 根据运行时间自动循环投切，运行时间短的水泵先行启动，运行时间长的水泵先行停止。

根据所监测的水位信号，广一水泵厂设定出低水位、高水位和超高限水位信号。当水位达到高位或不在高位而处在用电低谷时间内，将自动启动工作泵，当达到低位或不在高位而处在用电高峰时间内时自动停泵。当水位达到超高限水位时，自动启动“工作泵”及“备用泵”，直到水位低于高位时停止“备用泵”只运行“工作泵”。控制功能框图如图1所示：

一、通电前的准备工作

1、先检查变频器的接线和配线。 a、 检查进出线主电源连接是否正确、可靠。电源电压的等级是否符合 变频器使用说明的要求，连接是否牢固。绝缘层有无破损。仔细检查端子排有无松脱，是否存在短路等隐性故障。接地是否良好。 b、 检查变频柜内控制回路的进线连接和电压等级是否符合变频柜的应 用要求。各连接线连接是否牢固，绝缘层有无破损，各电路板连接插头接插是否牢固。 c、 清理变频柜内部杂物，再次确认主电源进线、控制回路线路、接地 线、零线的连接有无不当之处.保持变频器周围的环境清洁、干燥，严禁在变频器附近放置杂物。认真检查有无遗漏的螺丝及导线等，防止小金属物品造成变频器短路事故。

2、咨询用户的系统控制要求及管网压力设定要求，记录下来。

3、如果变频柜控制的是潜水泵，咨询用户明确潜水泵的电机相关参数：额定功率、额定转速、额定电流等，确认后纪录下来。如果控制的是离心泵或风机就将电动机铭牌上的参数记录下来，以便在进行变频器的程序设定时能将电动机的参数准确输入，从而实现变频器保护的准确和控制的精确。

4、检查用户的管网安装连接是否符合我们的安装图，如果用户未按照我们的图纸安装施工，特别要注意的是单流阀和检测仪表的安装位置。我们要向用户陈述让其明白不当安装的利害关系。其一，如果控制的是深井潜水泵，不安装单流阀在停泵的时候，管道中的水会往井内倒流这样不仅造成了电能的白白浪费。又因潜水电泵是禁止反转运行的而水在回流的过程中会引起潜水电泵的反向运转，常期会造成潜水电泵内的紧固件松动，发生机械故障。其次，因为我们的供水管道是个全密闭的系统，管道中的水在往井内回流的过程中，会在管道内部形成近似真空的状态，而我们安装在管道上的压力检测仪表会因为管道内的真空负压反吸而造成损坏，进而造成我们的设备因检测仪表的失灵而无法启动。

5、检查压力检测仪表与变频器的接线是否牢固，连接是否正确。我们的压力检测仪表的接线规则：屏蔽线的红色线接仪表内的红色引出线、屏蔽线的黄色线接仪表内的黄色引出线、屏蔽线的绿色线线接仪表内的蓝色引出线。变频器内的端子接线规则：屏蔽线的红色线接变频器内反馈端子的负端、屏蔽线的黄色线接变频器内反馈端子的输入端、屏蔽线的绿色线接变频器内反馈端子的电源端。

6、检测水泵电机的电机线绝缘是否良好，有无破损，线径是否达到要求。先检测水泵电机的三相阻值是否平衡。

二、通电后启动前的准备工作

1、 合上空气开关，观察变频器键盘显示屏有无异常显示，听听变频器内有无异常的响声振动或糊味。

2、 进行程序设置。如果是闭环控制系统按照闭环控制的要求，将系统的闭环控制参数逐一设置。确认电动机的参数设置是否正确，变频器的保护参数值设置是否恰当。控制方式是否符合要求。注意在初期调试的过程中比例增益P不可以调的太大，也不可以太小。积分时间T不可以调的太短，但也不可以调的太长。

3、 我们很多厂家的变频器。按照变频器的键盘显示程序设置后，在停机的状态下，键盘显示屏能显示反馈信号的大小。当我们拨动压力检测仪表的时候，在变频器的键盘显示屏上会看到，在设定的显示位置上有一个数值随着仪表的拨动产生着变化。这个数值就是压力检测仪表传送到变频器上的反馈显示值。在这里，我们可以根据前面用户提供给我们的要求的管网压力设定值，将压力检测仪表手动拨到我们需要的压力位置稳定住。此时观察变频器的键盘显示屏上的数值是多少，记录下来。我们再次进入变频器的程序中，找到压力设定程序将刚才得到的数值输入并存储。到此我们的压力设定工作就结束了。

三、通电后启动时的工作

1、 先将出水总管上的总阀门关闭或只开1/3状态即可。如果我们控制的是离心泵，用我们的肉眼可以看到水泵的旋转方向。如果发现旋转方向不对，停机后将方向调整过来即可。如果我们控制的是深井潜水电泵，因为水泵机组在地下的井水中我们无法看到它的旋转方向，但是我们可以将潜水电泵启动起来后，观察潜水电泵的出水情况、工作电流及运转的声音。如果听不到井管内有出水的声音或出水量小，压力检测仪表不见有压力上升或上升的小，电流表显示电流又大，运转声音也大，说明我们的潜水电泵的方向有可能不对。将电机的电源线调整一下，再次启动，比较两次的区别，出水量大，压力表显示压力能快速上升而且能上到我们的设定值，运转电流稳定，运转声音正常的就是正确方向。 2、 如果变频器驱动潜水电泵发生启动困难的情况，a、我们要先检查电 泵的各项指标参数值输入到变频器程序中的是否正确，是否在变频器的额定应用范围内，尤其是与启动有关的部分。b、保护值的设定是否恰当，适当提高保护值。c、适当提高变频器的启动频率。d、适当提高变频器的启动转矩。e、减小变频器的载波频率值在2.5 ~ 4.0KHz，从而增大有效转矩值。f、减小启动时间。g、测量输入端R、S、T的三相电压情况是否满足启动要求。h、测量变频器的直流环节的P、N 端的直流电压值是否满足进线线电压的1.35倍，即1.35UMAX。 i、断电，等内部充电指示灯熄灭后，检查驱动电路插件接触是否良好，面板电路的插件接触是否良好。j、在调试的过程中，一旦发生了参数设置类型的故障后，变频器都不能正常运行，一般可根据说明书修改参数。简单的方法是将变频器的所有参数恢复为出厂值，然后按步骤重新设置。 如果还是启动困难的话，我们先要切断供电电源，然后将潜水电泵的电机线从变频器上拆除下来，再次对潜水电泵进行测量，确认其性能正常后，可将潜水电泵的电机线直接接到空气开关的下部。而且潜水电泵的电机线最好要穿过电流互感器，为了便于观察潜水电泵的启动和运行电流值。准备妥当后，首次合上空气开关3 ~ 10秒左右，在断开。同时要观察到电流表的电流显示值。如果在理论的启动电流范围内，我们可以再次将空气开关合闸30秒左右，进一步观察。正常的话我们在第三次合闸的时候适当延长时间到5 ~ 10分钟，随时观察潜水电泵的工作电流。如果运行正常，这说明潜水电泵叶轮部分有点涩，轻微堵转。然后将潜水电泵的运转方向确认正确后，如条件许可我们让潜水电泵多运转一段时间，磨合一下，我们就可以在将其接到变频器上，让变频器来控制其运行。

3、 先确定变频器的压力设定值是否符合用户的要求，启动变频器驱动水 泵运转，随着变频器的频率逐渐升高，水泵的转速也在增加，压力检测仪表的压力指针开始缓慢上升，当升到预设的压力值位置时压力表的指针开始逐渐稳定下来。此时变频器的键盘显示屏上显示的电机运行频率开始产生变化最后稳定在某个频率值上轻微波动。这时间我们可以将管道上的总阀门逐步的打开，此时压力表的指针开始下降， 变频器显示屏上的频率值又开始上升，表明水泵在加速运转，经过一段时间的抽水，管道内的水压会逐渐升高，最后会稳定在我们预设压力值。

4、 如果压力检测仪表的指针摆动频繁，我们先将压力表下部的三通旋塞阀关到合适的位置。如果指针仍旧在缓慢的摆动，变频器键盘显示屏上的频率变化频繁说明问题出在我们的比例增益P和积分时间T上，两个值的设置不合理。现场边运行边调节，逐步调节到系统稳定合理。如果是仪表本身抖动剧烈，说明仪表的安装位置的供水管道震动太大。解决办法是：用细管将压力检测仪表延伸固定就可以排除了。

5、 观察变频器及水泵的运行电流是否稳定，变频柜内的温升情况，如果变频柜内温度过高，可以将柜体后部的门拆除下来，保持柜体内有足够的通风散热空间。电机电缆的温升情况，是否在合理范围内。

6、 快速关闭或打开出水总管上的阀门，观察系统的压力跟踪和压力反馈的稳定情况，是否存在振荡现象，我们可以通过观察变频器键盘显示屏上显示的反馈量的变化，是否忽大忽小，不够稳定，则：或增大积分时间或减小比例增益。我们要注意的是：观察振荡现象，不能根据变频器的输出频率来判断。其次，我们要注意观察系统的反应是否过慢，当反馈量（即管道压力）急剧增大或减小后，系统能否及时恢复，如果恢复时间过长，则：减小积分时间或增大比例增益。如果压力跟踪良好、稳定无大的波动，说明我们的调试工作合格。

把两个塔的底部用直管平行并联，然后把电子浮球放进任意一个水塔里就可以实现两塔并一了；压力表端子1234，14端接220电源，23端接水泵。

无塔供水设备，顾名思义其实就是用无负压气压罐代替了传统的水塔或者蓄水池，也叫做变频无负压供水设备。传统的供水方式离不开蓄水池，蓄水池中的水一般自来水管供给，这样有压力的水进入水池后变成零，造成大量的能源白白浪费。

无塔供水设备可以取代蓄水池，能充分利用自来水管网的压力直接供水或间接供水，避免了能源的二次浪费和二次污染，大幅度节省了基建投资并缩短了施工工期。无塔供水设备由智能型变频控制柜，稳流罐，水泵机组，仪表，阀门及管路，基座等组成，适用于一切需要增高水压，恒定流量的给水系统。

优点：

1、 节电

优化的节能控制软件，使水泵实现最大限度地节能运行；

2、 节水

根据实际用水情况设定管网压力，自动控制水泵出水量，减少了水的跑、漏现象；

3、 运行可靠

由变频器实现泵的软起动，使水泵实现由工频到变频的无冲击切换，防止管网冲击、避免管网压力超限，管道破裂。

4、 联网功能

采用全中文工控组态软件，实时监控各个站点，如电机的电压、电流、工作频率、管网压力及流量等。并且能够累积每个站点的用电量，累积每台泵的出水量，同时提供各种形式的打印报表，以便分析统计。

为了避免机组出现无水流运行，在风冷模块机组的主控制程序里面设置的程序一定是给主机开机信号之后，主控制板输出信号给水泵启动运转，靶流开关感受水流并反馈信号给主控制板，主控制板再输出开机信号给风冷模块的压缩机、风机电机等关键部件启动。

实际应用过程中经常会出现因为靶流开关异常或者是人为导致异常，而风冷模块机组出现误动作，模块机组的板式换热器或者壳管换热器结冰冻坏，甚至压缩机损坏。

风冷模块机组在应用过程中须避免出现以下状况，在这些状况下风冷模块出现大故障的可能性变得非常高：

1、水泵人为手动控制；

2、靶流开关被端接掉；

3、强行开启风冷模块机组运转。

按照以下这个电路图进行相应的接线即可控制220V的水泵工作。

电路热继电器控制原理分析：根据图中热继电器接法，热继电器的主接头串联在电动机控制的主回路中，当电动机（也就是水泵）出现过载电流变大时，热继电器的触电发热元件就会变形，从而让电路切断，保证控制电路和水泵不受损坏。

水泵安装接线注意事项

1、水泵基础的平面尺寸，无隔振安装时应较水泵机组底座四周各宽出100~150mm；有隔振安装时应较水泵隔振基座四周各宽出150mm。

基础顶部标高，无隔振安装时应高出泵房地面完成面100mm以上，有隔振安装时高出泵房地面完成面50mm以上，且不得形成积水。基础外围周边设有排水设施，便于维修时泄水或排除事故漏水。

2、水泵基础表面和地脚螺栓预留孔中的油污、碎石、泥土、积水等应清除干净；预埋地脚螺栓的螺纹和螺母应保护完好；放置垫铁部位表面应凿平。

3、水泵如需清洗，需解体进行。当采用轴瓦形式时，需检测轴瓦间隙，避免出现过松或抱轴现象。水泵和电机的联轴器用键与轴固定，要求安装平正。可采用角尺或水平尺测量。一切就绪即可就位。