略谈供水泵自控系统的方案设计

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1自控系统设计

根据供水泵站工艺流程和总平面布置，结合电动机控制中心柜的位置和供配电范围，按照控制对象的区域、设备量，以就近采集和单元控制为划分区域的原则，供水泵站变配电设置一中央控制室，由可编程控制器（PLC）及自动化仪表组成的检测控制系统———现场控制站（LCS），对泵站各过程进行分散控制；再由通讯系统、监控计算机组成的控制系统———控制室，对泵站实行集中管理。作为分控站与上级调度的中心控制室之间由工业以太网进行数据通信。系统网络示意如附图。监控层配备2台电脑作为操作员/工程师站，配置1台3kVA的在线式UPS，确保系统的不间断供电，配置1台激光打印机，以满足日常工作需要。

2自控系统性能指标

技术参数：频响范围：（0～20）kHz（-3dB）；测量范围：（0～2.0）mm；探头直径：Φ14mm；探头牙距：1.5mm；平均工作位置：约3mm（大轴轴向位移除外）；灵敏度：-8mV/μm；线性度：±1%；工作温度：（-10~+125）℃；电缆长度：最大1000m；供电电压：DC（15~55)V；专用铠装电缆：5m；大轴轴向位移探头工作位置：约5mm；特殊定制：防水防油。

2.1振动速度传感器

对于振动传感器的选型应综合考虑最低测量频率和传感器稳定性，同时综合考虑传感器的相频特性。技术参数：参考灵敏度（2Hz）的标准误差：<±2%；幅值频率相应偏差（1～150）Hz：±6%；幅值线性度：±1%；量程：4mm（±2mm）；灵敏度：8mV/μm（8V/mm）；温漂：0.1%/℃；输出：（1～5）V或者（4～20）mA；响应频率：（0.5～200）Hz，3dB；工作电压：DC（15～55）V；防护等级：IP65；特殊定制：防水防油。

2.2系统的抗干扰措施

信号采集单元应采用进口铝合金机箱，具有抗电磁辐射结构；与外部系统的连接采用光电隔离技术；上下位机采用光纤通信，提高通信质量，网络系统采用互为冗余的双网结构；模拟信号采用4线差分输入方式，高共模抑制比，屏蔽线机柜侧应采用接地措施，充分抑制引线干扰；振动摆度传感器安装时安装应牢固；应采用工业级芯片或模块，减小温漂和时漂；选用大信号输出传感器，增强信噪比；信号采集箱内电路设计应采用多种抗干扰技术；应采用在线式逆变电源，实现对交流电源的抗干扰滤波，保证交流电源的品质。

3结论

灯泡贯流式机组转动惯量小，Tw/Ta值较大，具有适用水头低、过机流量大以及效率高等特点，广泛用于开发低水头水力资源。本文结合大容量、高水头的灯泡贯流式机组运行过程中的特点，提出灯泡贯流式机组在线监测系统选型及测点布置的优化方案，并成功进行了现场改造，实现远程监测。目前运行效果良好，可为同类型机组在线监测系统改造提供借鉴。

作者：欧金潘 单位：福建省莆田市水利水电勘测设计院