一种水塔的自动控制原理与方案
2017-05-29  来源:本站

1.控制要求与控制原理

水塔的自动控制,就是要在无人操作的情况下,供水系统在水塔水位低于某一下限位置时,电气控制系统能自动起动水泵电机,不断地向水塔送水,直到水位升到某一上限位置时,控制系统能自行关断水泵电机。

一个自动控制系统,还应当具有人工干预的功能,以便必要时采用手动操作,达到可随时起动(或停止)水泵电机的目的。

另外,为了控制系统的安全,还应当设有一些必要的保护环节—短路保护和电动机的过载保护。

如图12所示的控制要求和实现线路。

 

原理图中的M是水泵电机(三相笼型异步电动机),它通过KM的三个主触头的通、断而起动、停止。KM是交流接触器,其触头的闭合、断开受该接触器线圈的电磁线圈控制,原理图的右边就是该接触器线圈KM的控制电路,图中显示,只要把控制电路中的回路接通,使KM线圈与电源接通,接触器就动作,触头的闭合使电机运行;同样,控制回路断开,接触器线圈断电而会使电动机停止。

根据水塔控制要求,应在低水位的下限(如图1中所示位置),起动电动机,这时通过水位监测系统(浮球中所示位置),起动电动机。浮球1在下限位置,撞块2在行程开关SQ2附近,使行程开关SQ2受压,SQ2的一对常开触头接通,这就使控制电路中KM得电动作,主电路中KM三个常开主触头闭合,电动机M就起动运行。随着水泵的工作,水塔中水位逐渐上升,浮球上升又使撞块向下离开行程开关SQ2,行程开关一旦不受压就会复位,从而使SQ2常开触头断开,如果控制电路只受SQ2常开触头的控制,这时KM就会断开,使M停止,而这时水塔的水位还远没有达到上限水位,为了解决这个矛盾,只要在控制原理图中下限行程开关SQ2常开触头旁并联一个KM接触器的常开触头就可以了。当SQ2接通KM回路时,KM的主触头闭合的同时,与SQ2并联的一对常开触头也闭合了,等到撞块离开SQ2而使SQ2I常开断开时,KM线圈也不会失电,而继续保持得电状态,用接触器自己的动作来保持其得电状态的功能称自保(或自锁),该常开触头叫自保(或自锁)触头。

当水位上升,到上限位置时,随着浮球的上升和撞块的下降而使SQ1受压动作,其常闭触头就要断开,从而切断KM的线圈回路,随着KM的失电而停止水泵电机(当然,自锁触头也复位)。当供水系统使水位下降时,撞块上升又会使SQ1复位,这时线圈KM并不会得电。只有在水位下降到下限水位使才会再起动电动机。

如何人工干预呢?例如预先知道将要停电,为使水塔供水不间断,而提前储满水,就要在水塔水位不在下限位置时也能够起动水泵电机,可以采用手动按钮SB2的常开触头并联在下限行程开关SQ2的常开触头上,需要时,只要按压起动按钮SB2,它能够代替SQ2起到接通KM回路的作用。又例如因检修而需要临时停止水泵电机的工作,可以按压停止按钮SB1,使其常闭触头断开,电机停止。

由于交流接触器没有短路保护和过载保护的功能,控制系统另外增加了保护元件——熔断器和热继电器。熔短器FU1(三只一组)在它后面的主电路和电器发生短路时迅速熔断,熔断器FU2(两只一组,也可只用一只),在控制电路的各处发生短路时,迅速熔断,以保护供电源及电器不受损坏。

本控制电路具有以下特点:

①水塔可在无人值班情况下,由自动控制系统按要求自行工作。

②自动控制系统的关键在于水位的检测及上、下限行程开关和撞块的相对位置设定,其原则是:必须在下限位开机,上限位关机。

③实现水位检测和控制的器件、开关,应根据现场具体情况和可供选用的器件、开关种类予以选择。

④既有自动控制功能,又能手动控制。这是为了满足控制的实际需要,要记住实际需要和使用方便是控制系统的最高追求。

⑤对电机的两种控制方式,在原理图上实现时,采用两个起动信号(常开触头)并联,两个停止信号(常闭触头)串联。