大型水泵真空度信號的應用及分析

　　礦用大型水泵在啟動(dòng)過(guò)程中經(jīng)常會(huì )出現水泵不上水，達不到額定排水壓力等狀況。旗山煤礦采用靶式流量控制器及絕壓傳感器檢測水泵真空度信號，并將其作為水泵電動(dòng)機開(kāi)啟信號，避免了水泵頻繁啟動(dòng)，為實(shí)現自動(dòng)化排水打下了堅實(shí)基礎。

1、問(wèn)題的提出

　　真空度是大型水泵是否能正常排水的重要參數之一。水泵真空度不準造成水泵吸水高度不夠或產(chǎn)生汽蝕現象，直接導致水泵不上水或設備損壞。旗山煤礦水泵真空度信號由PLC自動(dòng)控制，偶爾出現水泵啟動(dòng)結束閘板閥開(kāi)啟過(guò)程中因電流過(guò)小引起停泵現象(水泵不上水)，導致水泵頻繁啟動(dòng)，對電網(wǎng)沖擊較大，并造成設備沖擊損壞。

2、原因分析及處理措施

　　由于壓力表安裝離水泵較近，開(kāi)泵過(guò)程中泵體震動(dòng)較大，造成壓力表指示抖動(dòng)，因而出現PLC檢測到的壓力大于規定壓力值，閘板閥打開(kāi)后由于壓力表抖動(dòng)造成短時(shí)間內壓力小于壓力值，使PLC誤以為出水管道壓力過(guò)低而將閘板閥重新關(guān)閉并停機。

　　經(jīng)過(guò)幾次的反復測試和分析，認為可以通過(guò)針對壓力值的測量對PLC進(jìn)行防抖處理來(lái)解決。因此，通過(guò)軟件修改使PLC在開(kāi)關(guān)量采集時(shí)進(jìn)行200 ms防抖動(dòng)處理，該問(wèn)題可以解決。

　　當真空表下端閥門(mén)更換成電磁閥并由PLC自動(dòng)控制后，偶爾出現水泵啟動(dòng)結束閘板閥開(kāi)啟過(guò)程中因電流過(guò)小引起停泵的現象。分析認為，真空表下端閥門(mén)原為人工開(kāi)啟，PLC在開(kāi)泵前并未檢測真空度，由現場(chǎng)操作人員根據經(jīng)驗判斷真空度到達標準后再開(kāi)泵。將閥門(mén)改為由PLC控制的電磁閥后，開(kāi)泵前的真空度標準由PLC判斷。但由于真空度標準與當時(shí)的蓄水池水位有關(guān)，電節點(diǎn)真空表不能按照原設計真實(shí)反映開(kāi)泵前真空度，由于水位高低不同，實(shí)際真空度存在差異。而PLC中真空度設定是固定的，因此，不能滿(mǎn)足開(kāi)泵的要求。

3、真空度信號的改進(jìn)

　　開(kāi)泵參數原取自真空電接點(diǎn)壓力表，但由于水位高低不同，真空度存在差異，而真空度設定是固定的，調試時(shí)設定中間值，不能滿(mǎn)足開(kāi)泵的要求，后又加了3 min延時(shí)，這樣就不符合礦井排水要求，留下了隱患。利用靶式流量控制器，在泵真空出口加裝了流量開(kāi)關(guān)(LKB型靶式流量控制器)，取開(kāi)關(guān)的脈沖數，重新修改PLC程序，縮短水泵啟動(dòng)時(shí)間，減少因真空度取樣不好造成水泵啟動(dòng)失敗故障。試驗證明，改造后基本達到了預期的目的。

　　LKB型靶式流量控制器工作原理：流量計是一種自動(dòng)控制和保護裝置，隨著(zhù)管內流量的變化而使電路閉合或斷開(kāi)的一種磁動(dòng)開(kāi)關(guān)。能夠對水流量進(jìn)行控制，當流量發(fā)生變化時(shí)水流對靶產(chǎn)生一個(gè)作用力，致使杠桿轉動(dòng)，使永磁鐵產(chǎn)生一定的位移，從而使磁感應頭中的電路閉合或斷開(kāi)，從而達到報警或控制的目的。

　　為提高真空度信號可靠性，防止靶式流量控制器誤觸發(fā)，同時(shí)采用絕壓傳感器監測泵體內部的真空度將數據傳到PLC內作為輔助觸發(fā)開(kāi)泵信號，流量開(kāi)關(guān)的反饋為啟動(dòng)水泵的重要依據。水泵只有在其葉輪完全淹沒(méi)于水中的情況下，泵體內部才能造成必要的真空度實(shí)現正常排水。如果真空度不夠，泵內有空氣存在，將會(huì )造成不上水或轉動(dòng)部件燒壞等故障。因此，啟動(dòng)前的排真空是水泵工作的重要操作項目之一。該系統采用真空泵及射流泵抽真空。由高精度真空傳感器監測真空度，壓力、流量作為監測真空度的后備保護。

4、結語(yǔ)

　　采用靶式流量控制器及絕壓傳感器檢測水泵真空度信號，實(shí)踐證明，改造后改善了啟動(dòng)性能，完善了保護，解決了水泵因不上水頻繁啟動(dòng)的問(wèn)題，減少了水泵開(kāi)啟次數，減低了耗電量和機械磨損，延長(cháng)設備使用壽命，為水泵安全運行打下了堅實(shí)的基礎。