可編程控制器（PLC）在自動補水線上的應用

李發烜

【摘 要】為解決吐哈油庫冬季采暖系統由于循環水的自然損耗和泄漏引起的循環泵抽空，導致熱水管網壓力不穩，原設計工藝設計落后，響應慢，控制電路觸點多，繼電器邏輯故障率高，補水泵經常出現啟停故障的問題，提出應用新一代自動化控制方法，選取最能及時反應壓力波動的點，應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水，改造結果表明通過PLC拾取在線壓力信號對補水泵啟停實行控制，實現了穩定自動補水，消除補水泵啟停故障。

【關 鍵 詞】可編程控制器（PLC），自動、取壓點、繼電器、邏輯控制電路

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

一、現狀概述

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

管網循環水存在自然損耗和泄漏現象，當循環管網缺水到一定程度時，由于原繼電器邏輯故障率高方法落后，響應慢。導致熱水循環泵發生抽空現象，導致熱水管網壓力不穩，振動加大，則易損壞熱水循環泵且影響正常供熱。

二、工藝原理

原設計熱水管網取壓點在熱水循環泵進口，取壓點通過膨脹器取壓，取壓點與循環泵進口之間距離較遠，不易及時傳送，壓力波動范圍小，設計不合理。補水設計工藝如圖1所示。電路控制原理如圖2示。

電路控制原理為電接點壓力表K監視熱水循環泵進口匯管膨脹器P的壓力。當匯管壓力低時，ZT2中間繼電器帶電吸合，主接觸器C帶電工作，補水泵運轉補水；當匯管壓力升高后，ZT1帶電，ZT1常閉觸點動作，斷開ZT2，同時打開ZT2自鎖觸頭，使主接觸器C斷電，補水泵停機。

實際運行中，由于膨脹器距離熱水循環泵很近，泵的吸力使匯管呈微正壓狀態，補水泵不能及時停止運行；當管網壓力降低時，由于膨脹器對管網壓力波動有一緩沖，膨脹器壓力卻很穩定，不能及時啟動補水泵，上述情況容易造成機泵振動加大，管線壓力不穩。

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）來模擬人為的監視并操作補水泵的啟停，淘汰邏輯故障率高的控制電路。將取壓點由熱水循環泵進口改到循環泵出口。主要原理如下，將電接點壓力表K由熱水循環泵進口匯管改裝為泵出口匯管位置，電接點壓力表K把管網壓力波動信號及時傳至PLC，由PLC發出命令控制補水泵的啟停時間，并監視補水泵電機的幾種保護停機。當管網缺水時，首先壓力波動，其波動范圍正好在電接點壓力表K低壓接點左右，其觸點信號啟動PLC的計數器CNT開始計數，計數至設定值（本項目設為10）后，PLC輸出控制信號，啟動補水泵補水。另外，由于其它種種原因，導致管網壓力突然降低至電接點壓力表低壓K接點以下并持續時間超過設定值（本項目設為10秒）時，PLC定時器Tim00動作，也啟動補水泵補水。當管網壓力穩定升高至高壓設定值時，PLC接到電接點壓力表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（本項目設為10秒）設定），控制補水泵停泵，停止補水。其PLC工作梯形示意圖如圖3。

圖3中，0000為電接點壓力表K輸出的壓力波動觸點開關信號；0002為電接點壓力表K輸出的低壓開關信號；0003為電接點壓力表K輸出的高壓開關信號；0004為電機熱保護（熱繼電器）輸出的故障停機和故障指示開關信號；CNT為PLC內部計數器；Tim00和Tim01為PLC內部定時器；1000為輸出，經中間繼電器放大控制補水泵正常啟停；1001為電機熱保護故障停機控制。

四、應用效果

應用PLC技術對控制電路改造并將取壓點改到循環泵進口處后，該泵完全實現了自動控制，實現了補水泵自動啟停，消除了補水泵啟停故障，取壓及時準確。本次設計還采用了兩個定時器進行啟停泵的延時，防止非正常壓力波動干擾而造成泵的頻繁啟停，進一步增強了控制電路的可靠性，保證了熱水循環管網及時補水，管網壓力穩定，達到了改造的預期目標。