小型排澇站自動排水系統改造

杭州蕭山供銷鞋城綜合市場經營管理有限公司 顧雄強

杭州蕭山某個行政村有一個小型排澇站內有一套自動排水系統現無法正常工作，委托我對這一套設備進行維修。維修前排澇站負責人提出了這樣的要求，由于最近是汛期，排水系統要馬上使用，維修的時間要盡可能短。接到這個任務后，我首先趕到排澇站對該設備進行了一個簡單操作，發現控制柜內控制線路的各個接觸器都不吸合。我用萬用表對控制柜進行簡單的測量，發現電壓已經正常進入到電氣控制柜，排除了電源電壓的故障，線路故障原因很大的可能性出現在控制線路部分。由于該設備使用時間比較長，設備資料都已經缺失，更為嚴重的問題是原來電氣柜內所有線路上沒有標注線號。鑒于以上情況，我對排澇站負責人建議最好對該設備進行PLC改造，這樣會大大縮短維修時間。排澇站負責人聽取了我的建議，對改造提出以下要求。

（1）改造后的設備要能夠正常的工作；

（2）要有完整的改造后的電氣原理圖和控制程序；

（3）對電氣控制柜改造要小，盡可能使用原來的電氣元件，設備原先有的各種保護都要有，增加一些故障指示功能；

（4）改造的費用要少；

（5）改造設備所用時間要短。

針對需求方提出的改造后的設備要能夠正常的工作，首先要知道這個設備在沒有出故障前是如何工作的。由于設備所有電氣資料都已經丟失，無法借鑒，只能通過向操作該設備的操作人員了解設備的工作情況。通過對操作人員的詢問，了解到這一套排水設備一共控制了二臺30kw的電動機。由于排澇站排水是24h不間斷工作，這二臺電動機在任何時刻只有一臺在工作，另外一臺在休息；每一臺的工作時間可以由操作面板上定時控制器來控制，設定時間到自動切換到另外一臺。它的工作方式有二種，一種為手動狀態，可以手動啟動或停止水泵1，也可以手動啟動或停止水泵2，但二臺電動機不允許同時啟動；另外一種為自動狀態，可以選擇先啟動水泵1或者水泵2，設定時間到切換到另外一臺工作，如此循環。我通過觀察電動機銘牌，發現二臺電動機的工作方式都是星三角運行方式。1號電動機星形啟動為KM1和KM3交流接觸器吸合，5s后KM3交流接觸器釋放，KM2交流接觸器吸合，在這個過程中KM1交流接觸器一直處于吸合狀態，這樣1號水泵電動機完成降壓啟動；2號電動機星形啟動為KM4和KM6交流接觸器吸合，5s后KM6交流接觸器釋放，KM5交流接觸器吸合，在這個過程中KM4交流接觸器一直處于吸合狀態，這樣2號水泵電動機完成降壓啟動。在整個的改造過程中，主電路不作任何的改動，只是在原來線路當中控制部分被取代，通過程序和外圍接線的配合實現設備的正常工作。當模式選擇旋鈕SA1處于閉合狀態時，此時設備處于手動控制狀態，通過程序和控制線路的配合實現按下SB1，1號電動機先星形啟動，5s后三角形運行，按下SB2，1號電動機停止運行；按下SB3，2號電動機先星形啟動，5s后三角形運行，按下SB4，2號電動機停止運行，但在任意時刻內只允許一臺電動機處于運行狀態。當模式選擇旋鈕SA1處于斷開狀態時，此時設備處于自動控制狀態，通過程序和控制線路的配合實現要是先按下SB1，1號電動機先運行，外部設定時間到先停止1號電動機，然后再啟動2號電動機，如此循環直到設備停止運行；要是先按下SB3，2號電動機先運行，外部設定時間到先停止2號電動機，然后再啟動1號電動機，如此循環直到設備停止運行。

改造后電氣原理圖如圖1所示，按圖接線，完成接線工作。控制程序如圖2所示。二者配合完成整個控制系統的工作。

圖1 改造后的電氣原理圖

圖2 與電氣原理圖配套的控制程序

由于篇幅的原因，在這個地方，我提供了完整的控制程序的指令表，沒有提供控制程序的梯形圖。

在改造的過程中，充分利用原來電氣柜內的電氣元件，只是把控制部分不要了，用PLC程序取代。四個時間繼電器被PLC控制板內部的時間繼電器取代，中間繼電器也被內部輔助繼電器取代。復合按鈕的使用只能使用常開按鈕或者常閉按鈕與一個輸入繼電器連接，且它們工作方式也有所不同，動作的時間差沒有了，要想實現點動控制只能通過程序上的變換實現。由于仍然采用是原來控制元件，原來線路當中欠壓、失壓、過載、接地、短路保護仍然存在。對于過載產生的時候，我加上了動作指示燈，這個指示燈會一直工作，直到按下對應的停止按鈕。滿足了排澇站負責人提出的對電氣控制柜改造要小，盡可能使用原來的電氣元件，設備原先有的各種保護都要有，增加一些故障指示功能這一要求。

按圖1完成電氣柜的接線，將圖2控制程序下載到仿PLC當中去。讓操作人員過來操作，對設備進行試運行，和原來對比是不是一樣，還要添加一些什么功能。所有操作符合要求后，讓設備穩定運行一段時間。整個改造工作完成。

排澇站負責人提出要求4改造的費用要少，在完成本次改造所用的材料清單如下：

（1）32點仿三菱控制板，計150元；（2）主電路電線16平方銅線30m，計240元；（3）控制線路電線1平方銅線40m，計30元。（4）加上一些號碼管，計10元。完成整個控制所用成本共計430元。完成整個改造所用的時間為1天，也符合排澇站負責人提出要求；（5）改造設備所用時間要短。