-电气自动化-
一用一备排水泵自动轮换运转的
PLC控制
陈洁1沈洪彳严俊高彳
（1.
苏州竹园电科技有限公司,215211,
江苏苏州；2,
江苏永鼎股份有限公司,215211,
江苏苏州；3,
苏州市职业大学电子信息工程系,215104
，江苏苏州）
水泵在民用建筑中较为常见，通常有空调
系统的冷却水泵、冷冻水泵和热水循环泵，消
防系统的消火栓水泵、喷淋泵、稳压泵，以及
生活用水泵、排水泵等。这些泵类电动机的拖
动控制在国家标准图集中仍以继电器一接触器
控制方式给出。
本文以图集16D303 -3
《常用水泵控制电
路图》中一例一用一备排水泵自动轮换运转
控制电路为例，对其采用PLC
（可编程序控制
器）进行控制。文中给出了 PLC
控制电路和
程序，为方便同行们参考，控制电路中各元器
件代号与图集中保持一致。
1
继电器一接触器控制原理图分析
两台排水泵一用一备自动轮换工作的继电
器一接触器主电路如图1
所示，控制电路如图
2
所示两图中，BL1 ~ BL3
为液位器、
KAI -KA7
为中间继电器、KF1
和KF2
为时间
继电器、SS1
和SS2
为泵停止按钮、ST
为试验
按钮、SR
为复位按钮、SAC
为运行方式选择
开关、SF1
和SF2
为泵起动按钮、BB1
和BB2
为热保护继电器、PGW
为电源指示灯、PGG1
和PGG2
为泵运转指示灯、PGR1
和PGR2
为
泵停止指示灯。
当运行方式选择开关SAC
打“手动”侧，
其触头1
和2
、触头5
和6
接通状态下，两台
排水泵处在“手动”方式，此时只要按下按
钮SF1
或SF2, 1
号泵或2
号泵便起动投入运
行。按下SS1
或SS2,
泵即停止。
当运行方式选择开关SAC
打在“自动”
侧，其触头3
和4
、触头7
和8
接通状态下,
两台排水泵处在“自动”方式，此时泵由液
位器或远控开关来起动和停止，实现两台泵自
动切换的关键是中间继电器KA5
的状态。图1主电路
2 PLC
控制电路的设计
根据继电器一接触器控制电路的原理图，
水泵自动控制箱主要由液位传感器和水泵控制箱两部分组成。因为液位传感器的种类很
多，原理也不同，导致水泵控制箱的设计方案也不同。在实际的使用中，经常出现传感器和控
制箱不配套的问题。所以在液位自动控制系统中，应该首先选择合适的液位传感器，再设计控
制箱。因为控制箱的主回路基本都差不多，比较繁琐的是和传感器有关的二次回路设计。然而
在现实中，人们经常不重视液位传感器的选择，导致多数液位自动控制系统使用很短时间就失
灵。所以我们先简单总结一下液位传感器的种类和特点，这是决定自动控制系统寿命的关键因
素。
液位（水位）传感器种类繁多，从最早的玻璃管液位计、电极式、UQK/GSK干簧管浮子、
到现在的压力式、光电式、超声波和GKY液位传感器等，形成了多种液位控制方式。这些液位
控制方式各有特点，如电极式结构简单，价格便宜。但在水中会吸附杂质，使用寿命仅几个月。
干簧管浮子与相对滑动轨道之间只有1mm左右的细缝，很容易被脏东西卡住，可靠性较低。投
入式压力传感器约2mm的小孔也很容易堵住。光电式不能用于污水，因为玻璃反射面脏了就会
出现误判断。超声波液位计的耐污性也比较差。这些传感器绝大部分是不能于污水和热水。GKY液位传感器可以在污水、清水和温度不高的热水中使用。但在80、90度高温的热水中还
是建议采用传统玻璃管液位计加装光电检测的方式比较好。不同液位传感器检测液位的原理是
不同的，这里只是简单总结一下，详细的分析可参见本文附录中“各类液位传感器检测原理和
性能分析”。
下面，我们再看看水泵控制箱部分的设计，这主要和水泵的功率有关。一般功率小一点的，
如18KW以下，直接启动就可以了。功率较大的可以通过软启方式或变频方式启动。直接启动
控制箱的主回路设计很简单，二次回路需要根据选择的液位传感器来设计。下面我们以GKY
液位传感器为例介绍几种控制箱设计方案。为什么选择GKY液位传感器？因为GKY液位/水位
传感器目前液位传感器市场唯一敢于承诺三年内包换的液位传感器。下面简单介绍一下：
第 1 页 共 4 页 汽包水位控制原则及调整
一、汽包水位调节原则
1 在负荷较低时，主给水电动门未开，由给水旁路阀控制汽包水位。当主蒸汽达到要求流量，全开主给水电动门，全关给水旁路阀。反之，当主蒸汽减少到要求流量且持续一定时间后，将旁路给水阀投自动，关主给水电动门，给水由主路切换到旁路。
2 锅炉汽包水位的调节是通过改变主给水调节阀的开度或给水泵的转速，在机组负荷小于25％时，采用单冲量调节；当机组负荷大于25%后，给水切换为三冲量调节，此时通过控制汽泵转速控制汽包水位，电泵备用。单冲量，三冲量调节器互为跟踪，以保证切换无扰。
3 锅炉正常运行中，汽包水位应以差压式水位计为准，参照电接点水位计和双色水位计作为监视手段，通过保持给水流量，减温水流量和蒸汽流量之间的平衡使汽包水位保持稳定。
4 为了保证汽包水位各表计指示的正确性，每班就地对照水位不少于一次，同类型水位计指示差值≯30mm。
5 两台汽动给水泵转速应尽可能一致，负荷基本平衡。
6 两台汽动给水泵及一台电动给水泵均可由CCS自动调节水位，正常情况下汽包水位调节由自动装置完成，运行人员应加强水位监视。
7 当汽包水位超过正常允许的变化范围，且偏差继续增大时应及时将自动切至手动方式运行。手动调整时幅度不可过大，应防止由于大幅度调节而引起的汽包水位大幅度波动和缺、满水事故。
8 经常分析主蒸汽流量、给水流量、主汽压力变化规律，发现异常及时处理。
二、遇有下列情况时应注意水位变化(必要时采用手动调节)
1 给水压力、给水流量波动较大时；
2 负荷变化较大时；
3 事故情况下；
4 锅炉启动、停炉时；
5 给水自动故障时；
6 水位调节器工作不正常时；
7 锅炉排污时；
8 安全门起、回座时；
9 给水泵故障时；
10 并泵及切换给水泵时；
11 锅炉燃烧不稳定时。
三、 给水控制系统（CCS控制）
1 本机组装有两台50%汽动调速给水泵和一台30%电动调速泵。 第 2 页 共 4 页 2 机组启动初期，由于是中压缸进汽启动方式，此阶段无法采集到蒸汽流量参数，水位自动调节只能采取单冲量模式，此模式以给水旁路调节阀自动调节水位为主，电泵勺管调节给水压力和汽包压力之差为副的调节手段。
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