CN113565174A - 一种水厂泵房机组一键启动改造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及供水系统技术领域，具体为一种水厂泵房机组一键启动改造方法。包括以下步骤：步骤一、对泵房真空配电箱、液压油站配电箱、机旁箱柜进行梳理、对泵房总览操作界面增设上部超链接，重新布局分界面之间切换方式，加装了水泵上端真空管和电磁阀2个，配置水泵控制器进行设备控制编程；步骤二、设备自动化控制编程验证；步骤三、配置编程状态检查程序；步骤四、线路布局；步骤五、对水泵控制器进行合闸操作试验，对泵房排污系统进行检查，为对水泵抽真空实验做准备；步骤六、对所有水泵进行抽真空。可充分统一机组开停机步骤时间，最大程度降低人为误操作概率，增加工作效率，充分契合集团公司优质、稳定、高效主线要求。

Description

一种水厂泵房机组一键启动改造方法

技术领域

本发明涉及供水系统技术领域，具体为一种水厂泵房机组一键启动改造方法。

背景技术

供水主要设备给的安全性和可靠性是保证水厂不间断安全供水并提高供水效率的前提。

现有的送水泵房水机组，由一台575KW、68A、6KV西门子电动机和5000m3/h 流量水泵、DN1000进出水管道阀门组成。机组送水通常与取水开45度联通阀门相配合使用(取送水流量吻合可将清水库水位保持平稳)机组开机操作过程通常持续5-10分钟，其主要流程如下：(1)接到供水调度电话，调度下达四水厂开机组指令，记录接令时间；(2)当班人员将机组水泵上端2个DN20快阀手动打开；(3)当班人员前往泵房控制柜将真空泵启动；(4)通过观察真空管出水状态及俯身听真空管内水流声判定水泵内部真空状态已经形成；(5)前往机组机旁箱柜按钮启动机组电动机；(6)手动关闭水泵上端2个真空管道快阀；(7) 前往泵房控制柜将真空泵停车；(8)前往机组旁液压站控制柜将出水阀门开足。旋钮控制阀门开度，过程共分4阶段开启，分别为15度30度60度100度，操作间隔3次，每次间隔1分钟；(9)前往值班室观察流量显示确认机组运行正常并将1号电容器合闸；(10)打电话通知加压站机组已经开启，告知开机时间。

由于水泵在开始运行之前必须要抽出存于泵体内的空气，使入口处形成真空，水在大气压的作用下进入并充满泵体，这样水泵启动后才可正常工作。送水机组开机通常为早晨，停机通常为晚间23-24点，由中夜班泵房值班人员手动操作，操作人员均为制水班组熟练工，开机时段为中夜班交接班前、停机为午夜身体状态疲劳期，受清水库水位、吸水井液位、个人操作习惯、判读真空是否抽上的方法不同等主观因素影响，开停机操作时间不尽相同。手动操作步骤较多、较为繁琐与人员疲劳度、夏冬季气温等客观因素相结合，无形中会增加误操作、漏项、判断偏差各类风险概率。

发明内容

(一)解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种水厂泵房机组一键启动改造方法，可充分统一机组开停机步骤时间，最大程度降低人为误操作概率，增加工作效率，充分契合集团公司优质、稳定、高效主线要求。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案：包括以下步骤：

步骤一、对泵房真空配电箱、液压油站配电箱、机旁箱柜进行梳理、对泵房总览操作界面增设上部超链接，重新布局分界面之间切换方式，加装了水泵上端真空管和电磁阀2个，配置水泵控制器进行设备控制编程；

步骤二、设备自动化控制编程验证；

步骤三、配置编程状态检查程序；

步骤四、线路布局；

步骤五、对水泵控制器进行合闸操作试验，对泵房排污系统进行检查，为对水泵抽真空实验做准备；

步骤六、对所有水泵进行抽真空。

优选的，所述步骤二中自动化控制编程验证包括三个阶段；

阶段一；检查液压站的油位、油压不得低于8.5、开启真空泵和真空阀、判定真空满足；

阶段二；启动机组电动机、检查合闸信号、电流、关闭真空泵和真空电磁阀、5秒延迟后进入下一阶段；

阶段三；调整真空电磁阀开度至25度、间隔30秒，调整真空电磁阀开度至40度、间隔3分钟，调整真空电磁阀开度至70度、间隔3分钟，调整真空电磁阀开度至99度；关机时开度间隔调整为：调整真空电磁阀开度至70度、间隔2分钟，调整真空电磁阀开度至40度、间隔2分钟，调整真空电磁阀开度至25度、间隔30秒；调整真空电磁阀开度至5度、关机、调整真空电磁阀开度至1度。

优选的，所述步骤三包括提示类、暂停类和事故类检查。

优选的，所述步骤四中还配置有PLC控制器，所述PLC控制器用于周期地采集设备的电气量、开关量、模拟量实时运行参数和状态，对采集的数据进行检查、运算和处理，并控制输出。

优选的，所述步骤六中水泵抽真空实验包括：不同时段、不同水位情况下抽真空实验。

优选的，所述PLC控制器包括CPU模块，AI模块，用于响应上位机、触摸屏操作命令，自动启动油泵、电磁阀，实现阀门开度调节。

(三)有益效果

本发明提供了一种水厂泵房机组一键启动改造方法。具备以下有益效果：

(1)、改造后的系统工作稳定、可靠。机组实现自动化开停机，将实现从抽真空到液压阀门完全打开均可以由泵房内电脑一键执行，所有正在执行中的分步骤及当前各个节点的状态数据、进程均在电脑屏幕上当前界面中清晰展示；每一个正在执行中的分步骤均可以手动暂停或是终止，任何时候不与手动操作相冲突，也就是说暂停或者终止后可以随时手动操作，暂停后手动操作下一步再继续电脑自动执行剩余步骤也可以；自动执行的关键参数例如阀门开启度数及开启阀门间隔时间等可以由技术人员修改更变，修改界面入口设置密码；主界面中关键按钮设有点击后需再次点击确认步骤，防止鼠标误点击；所有分步骤执行前系统内都设置了自动检查必要条件检查程序，当发现系统存在故障，必要条件不具备执行下一步时会给于提示并自动终止当前流程。

(2)、可充分统一机组开停机步骤时间，最大程度降低人为误操作概率，增加工作效率，充分契合集团公司优质、稳定、高效主线要求。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例的水厂泵房机组一键启动改造方法，包括以下步骤：

步骤一、对泵房真空配电箱、液压油站配电箱、机旁箱柜进行梳理、对泵房总览操作界面增设上部超链接，重新布局分界面之间切换方式，加装了水泵上端真空管和电磁阀2个，配置水泵控制器进行设备控制编程；

步骤二、设备自动化控制编程验证；

步骤三、配置编程状态检查程序；

步骤四、线路布局；

步骤五、对水泵控制器进行合闸操作试验，对泵房排污系统进行检查，为对水泵抽真空实验做准备；

步骤六、对所有水泵进行抽真空。

作为本发明的一种具体实施方式，步骤二中自动化控制编程验证包括三个阶段；

阶段一；检查液压站的油位、油压不得低于8.5、开启真空泵和真空阀、判定真空满足；

阶段二；启动机组电动机、检查合闸信号、电流、关闭真空泵和真空电磁阀、5秒延迟后进入下一阶段；

阶段三；调整真空电磁阀开度至25度、间隔30秒，调整真空电磁阀开度至40度、间隔3分钟，调整真空电磁阀开度至70度、间隔3分钟，调整真空电磁阀开度至99度；关机时开度间隔调整为：调整真空电磁阀开度至70度、间隔2分钟，调整真空电磁阀开度至40度、间隔2分钟，调整真空电磁阀开度至25度、间隔30秒；调整真空电磁阀开度至5度、关机、调整真空电磁阀开度至1度。

作为本发明的一种具体实施方式，步骤三包括提示类、暂停类和事故类检查。

作为本发明的一种具体实施方式，步骤四中还配置有PLC控制器，PLC控制器用于周期地采集设备的电气量、开关量、模拟量实时运行参数和状态，对采集的数据进行检查、运算和处理，并控制输出。

作为本发明的一种具体实施方式，步骤六中水泵抽真空实验包括：不同时段、不同水位情况下抽真空实验。

作为本发明的一种具体实施方式，PLC控制器包括CPU模块，AI模块，用于响应上位机、触摸屏操作命令，自动启动油泵、电磁阀，实现阀门开度调节。

工作原理：第一周第一天：对泵房真空配电箱、液压油站配电箱、机旁箱柜进行了检查，详细向泵房当班人员(早班当班和中夜班当班共两人)详细询问了泵房开停机的具体操作流程，做好记录。当天下午对泵房生产总览操作界面增设上部超链接，重新布局分界面之间切换方式，使操作更加方便、直观。

第一周第二天梳理了机组相关各配电线路走向、原有元器件型号、线径。加装了机水泵上端真空管和电磁阀2个，电磁阀为2W、10kg/cm2.

第一周第三至五天，机组电脑操作界面绘制完毕，操作界面中出水流量、油站压力、各水位、出水压力等关键数据已经上线。新设包含真空压力、手动操作界面入口、各流程状态显示等也规划完毕。

第一周第六天，泵房真空泵更换新配电柜，原旧配电柜已经拆除。新真空配电柜与PLC连接，白色线为24V信号反馈线。黄色线为220V控制线。现柜内断路器、熔断器、接触器、热继电器、接线端子为新版配件，主要功能不变。更换新柜后对真空泵进行试验，真空泵主要参数为4KV、380V、8.8A、△接法。真空泵实际运行电流经过钳形电流表测试为12A，后将热继电器更换为JR36-20，脱扣级别更高与其适配。

第一周第七天，自动化一键启动流程编程已经初具雏形，需进一步验证。

自动化流程主要分为三个阶段：

第一阶段⒈检查综保等各类电源条件是否具备

⒉检查液压站。(油位、油压不得低于8.5)

⒊开启真空泵和真空阀

⒋判定真空满足

请选择是否自动进行下一步

第二阶段⒌启动五号机组电动机

⒍检查合闸信号、电流(判断取自指示灯信)如遇到冲突则执行停机操作

⒎关闭真空泵、真空电磁阀

5秒延迟后

第三阶段⒏调整开度至25度

间隔30秒

⒐调整开度至40度

间隔3分钟

⒑调整开度至70度

间隔3分钟

⒒调整开度至99度

关机时开度间隔调整为：

调整开度至70度

间隔2分钟

调整开度至40度

间隔2分钟

调整开度至25度

间隔30秒

调整开度至5度

关机

调整开度至1度

第二周第一天夜间对状态检查程序进行编程。主要分为三类自检查，提示类、暂停类和事故类。对暂停、终止、继续功能进行编程。

第二周第二至四天对线路进行布局，PLC信号线路接线：

I1.1真空泵1运行白2

I1.2真空泵1故障白3

I1.3真空泵2运行白5

I1.4真空泵2故障白6

I1.5机组运行

Q12.0真空泵1开启黄1、2

Q12.1真空泵1关闭黄5、6

Q12.2真空泵2开启黄3、4

Q12.3真空泵2关闭黄7、8

Q12.4机组开启

Q12.5机组关闭

Q12.6电磁阀1打开

Q12.7电磁阀2打开

第二周第五天对安装元器件进行统计梳理：现场控制单元配置为一套西门子Smart系列PLC，能自动周期地采集设备的各种电气量、开关量、模拟量等实时运行参数和状态，对采集的数据进行检查、运算和处理，并控制输出。

开关量采集：采集断路器、开关、阀门状态位置等；

模拟量采集：主要采集阀门开度、油压、真空度；

对采集的模拟量进行A/D转换，进行分析、处理和运算，形成主控层各种监控及管理功能所需的数据。对模拟量进行限值检查，当超过规定值时可进行报警并根据所需产生相应的控制。主要处理条件有：

开度值：滤波和平均值处理；与设定值比对。

电气量：超限判断，三相不平衡对比等。

在阀门和机组运行时，发生以下情况视为正常停机：

开度值接近设定值；

关阀时开度接近0开度，延时停机；

响应上位机的停机命令。

当发生以下情况时，视为故障停机，并上报故障停机信息：

热继电器动作；

阀门开度5秒内变化过小；

远方控制方式信号丢失；

油压超限。

该PLC包括CPU模块，AI模块等。实际监控点DI:13点，DO:4点，AI：2 点。运用于机组系统功能包括：

实时采集编码器数据(旋转编码器BTS58，3000r/min转速，4-20MA输出)，并计算出出水口开度；

响应上位机、触摸屏操作命令，自动启动油泵、电磁阀，实现阀门开度调节。可根据电值人员设定开度值，自动调节阀门到该位置。

完全具有超压保护、失压报警、开度变化异常、超限报警及时切换控制回路，上报故障信息功能。

第三周第一天夜间泵房停产后对所有分步骤自动流程进行逐一试验，对机组6KV配电柜47/48端子进行短接可进行试验位置合闸操作试验，流程进展顺利。真空泵压力判断真空是否具备的数值还需继续验证，寻找规律

第三周第三天白天对泵房排污系统进行检查，为频繁试验真空泵做准备。

白天对停用机组进行自动抽真空试验。夜间停产后对机组进行抽真空试验。

试验结果：所有机组真空度显示存在两个峰值，后到来的峰值为最高峰，最高压力峰值过后的压力平稳期为真空具备期。试验真空泵压力略高于南真空泵压力。受到吸水井液位、管道存水、管道长度影响，每次抽真空峰值均不同，但总体趋势相似。

第三周第四、五天白天对真空泵进行间断时间较长的实验，实验目的在于验证在真空管上加装的压力传感器可否给PLC提供判断真空已经抽上来的模拟量数据。实验分别于不同清水库水位下的机组进行，截取抽真空过程中满管水到达压力传感器的实时数据进行对比，寻找规律性数值。实验发现虽总体趋势相似，但每次真空到来时压力传感器度数差异较大，数据不够稳定，所以压力传感器并不可靠，还需寻找新方法。

第三周第六天在真空管上加装DN40电磁流量计一台用于替换压力传感器在系统中的作用，两台真空泵出口管DN63变径至DN40进流量计，流量计从排污泵电源柜取电并设立单独空开，流量计控制盒安装于排污泵柜右墙上，安装到位后将流量计显示单位由L/m更变设置为m3/h方便调试。

第四周第一天再次进行不同时段，不同水位情况下的机组抽真空试验。19 日试验确定流量计相比压力传感器更加可靠，数据可做为判断真空使用，但因真空泵流量不同，泵略大于南泵，后将原计划的截取稳定满管水流量判断方法更改为累计流量判断方法；20日通过多次试验对累计流量进行评估并编写程序。

第四周第二天利用夜间停机后对机组自动化全部流程进行总体协调试验，试验期间出现个别编程自检冲突情况，经过编程修改解决，到凌晨3点总体流程一气呵成，自动化功能实现。

第四周至第五周通过对泵房值班人员进行操作培训，制定简易操作规程供当班人员随时查阅。进行实际运行试验，对部分操作界面链接进行个别修改便于操作。

Claims (6)

1.一种水厂泵房机组一键启动改造方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、对泵房真空配电箱、液压油站配电箱、机旁箱柜进行梳理、对泵房总览操作界面增设上部超链接，重新布局分界面之间切换方式，加装了水泵上端真空管和电磁阀2个，配置水泵控制器进行设备控制编程；

步骤二、设备自动化控制编程验证；

步骤三、配置编程状态检查程序；

步骤四、线路布局；

步骤五、对水泵控制器进行合闸操作试验，对泵房排污系统进行检查，为对水泵抽真空实验做准备；

步骤六、对所有水泵进行抽真空。

2.根据权利要求1所述的一种水厂泵房机组一键启动改造方法，其特征在于：所述步骤二中自动化控制编程验证包括三个阶段；

阶段一；检查液压站的油位、油压不得低于8.5、开启真空泵和真空阀、判定真空满足；

阶段二；启动机组电动机、检查合闸信号、电流、关闭真空泵和真空电磁阀、5秒延迟后进入下一阶段；

阶段三；调整真空电磁阀开度至25度、间隔30秒，调整真空电磁阀开度至40度、间隔3分钟，调整真空电磁阀开度至70度、间隔3分钟，调整真空电磁阀开度至99度；关机时开度间隔调整为：调整真空电磁阀开度至70度、间隔2分钟，调整真空电磁阀开度至40度、间隔2分钟，调整真空电磁阀开度至25度、间隔30秒；调整真空电磁阀开度至5度、关机、调整真空电磁阀开度至1度。

3.根据权利要求1所述的一种水厂泵房机组一键启动改造方法，其特征在于：所述步骤三包括提示类、暂停类和事故类检查。

4.根据权利要求1所述的一种水厂泵房机组一键启动改造方法，其特征在于：所述步骤四中还配置有PLC控制器，所述PLC控制器用于周期地采集设备的电气量、开关量、模拟量实时运行参数和状态，对采集的数据进行检查、运算和处理，并控制输出。

5.根据权利要求1所述的一种水厂泵房机组一键启动改造方法，其特征在于：所述步骤六中水泵抽真空实验包括：不同时段、不同水位情况下抽真空实验。

6.根据权利要求4所述的一种水厂泵房机组一键启动改造方法，其特征在于：所述PLC控制器包括CPU模块，AI模块，用于响应上位机、触摸屏操作命令，自动启动油泵、电磁阀，实现阀门开度调节。