智能繼電器在水電站技術供水泵控制系統中的應用

摘 要：通過對某水電站備用技術供水控制系統的改造，介紹了采用智能繼電器控制水泵的要求、控制流程、控制箱原理、控制程序，以及改造效果。
關鍵詞：水泵；供水；控制系統；繼電器；繼電保護；水電站
1 前 言
　　某水電站的技術供水系統采用蝸殼取水作為主供水，以頂蓋取水和從尾水取水作為備用供水。其中尾水取水是作為幾臺機組的備用技術供水，平時不用，要求控制流程簡單，因此設計之初并未采用PLC控制，而是選用了傳統的繼電器控制方式。其控制原理見圖1。

　　在備用技術供水泵的啟停試驗中，發現繼電器4K不停地打火花，且水泵的“運行”、“故障”指示燈同時亮。經對原有控制回路進行檢查并分析：啟泵一定時間后，軟啟動器發出正常運行信號，于是“水泵運行”指示燈亮；啟泵40s后，由于水泵控制閥行程開關未動作（控制閥未開啟）而報“水泵故障”信號，而此時水泵控制把手仍在“啟泵”位置，要求繼續
　　 啟泵（因水泵故障信號未閉鎖啟泵回路），因此出現一些異常情況，如繼電器4K線圈不停地帶電、失電，產生打火花現象，同時出現“運行”、“故障”指示燈同時亮等。
　　鑒于此，需對備用技術供水控制回路進行技改。如在原有的傳統繼電器控制方式上改進，則回路會變得較復雜，增加維護難度，而且中間繼電器、時間繼電器在時間配合上容易出現邏輯錯誤。如改為PLC（如其它輔機監控系統）控制，回路會變得比較簡單，水泵控制流程、邏輯很容易實現，但成本較高，同時還需加裝開關電源為PLC提供24V直流電源，以后的維護因涉及PLC程序需由專人進行。
　　經過查閱資料并咨詢廠家、供貨商，考慮將備用技術供水泵的控制改為智能繼電器控制模式。這樣控制回路相對較簡單，而且智能繼電器成本相對較低，可相當于一臺微型PLC裝置，實現自保持、時鐘、延時等功能。經比較，建議選用德國默勒公司產的EASY一619一AC—RC智能繼電器。“EASY”為價格低廉的緊湊型控制繼電器，用于簡單的控制項目。“EASY”的應用范圍很廣，并具有用戶界面友好的智能操作功能和LCD液晶顯示功能。使用“EA SY”可以通過按鍵方式直接在其顯示屏上進行編程，通過編程可以使你迅速學會并熟練掌握“EA SY”的各種功能，諸如計數繼電器、實時時鐘、模擬量比較器、中間繼電器、文本顯示等。
2 改造方案
2．1 備用技術供水泵控制要求
　　打到啟泵位置時啟動（要求軟啟無故障，主電源合閘）；打到停泵位置時，停泵并復位故障信號。停泵時，先發令關水泵控制閥再發令停泵（若關閥40s后無行程反饋信號再強停）；發出啟泵令20s后，軟啟動器無運行信號反饋報故障自保持并停泵。軟啟運行信號反饋回來20s內，水泵控制泵行程信號未反饋報故障自保持并停泵。送至遠方的信號有水泵運行信號、故障信號、壓力信號，控制把手、電壓測量顯示等不變。依據上述控制要求，繪制出公用技術供水泵控制流程圖（見圖2）。

2．2 信號說明
　　（1）開關量輸入信號：啟泵、停泵、水泵控制閥開啟、動力電源、軟啟運行信號、軟啟故障信號、水泵控制閥關閉；
　　（2）開關量輸出：啟動水泵、水泵運行、水泵故障、關閉水泵控制閥；
　　（3）上送信號：水泵運行、水泵故障、水泵出口壓力、水泵停止。
　　根據智能繼電器EASY一619一AC—RC的資料說明書及公用技術供水泵控制流程、要求等，繪制出公用技術供水控制箱原理圖（見圖3）。

　　根據備用技術供水泵的控制原理圖、控制要求及智能繼電器“EASY”的技術參數，用梯形邏緝圖方式編制程序（見圖4）。

3 結束語
　　經過技術改造后，控制系統克服了原系統存在的缺點，消除了異常現象，達到了微型PLC控制的效果，且運行效果較好。
　　總結此次技術改造，有以下幾點體會：
　　（1）智能繼電器的體積不大，安裝在標準導軌上，接線簡單，不需要更換原控制箱；
　　（2）外部回路簡單明晰，維護和故障處理簡單，只需要檢查接人的信號（DI）和控制的元件（DO），減少許多中間元件，也就減少了故障源；
　　（3）智能繼電器功能實用，邏輯順控實現簡單，現場編程方便，可以直接用裝置自身的按鍵實現；
　　（4）在原有設備的基礎上增加的設備不多（含智能繼電器），就達到了微型PLC控制的效果，可以說是在采用新工藝、新設備的同時，取得了較高的性價比。