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聯系我們遠傳壓力表在管網中的應用
水電工作是鐵路運輸生產的重要組成部分。 隨著社會經濟的發展和人民生活水平的提高, 鐵路運輸生產和居民生活用水需求量不斷增加, 隨之供水部門的責任和要求日漸增高。 能否保證水量的平穩輸送和不間斷供水任務完成, 是擺在供水部門不可推卸的責任和義務, 為了實現和滿足這些要求, 我們集中力量對人員密集、用水突出和急待解決的呼和地區及周邊的水源井實行井群系統集中控制和管網閉環運行方式來解決原泵站分布散, 管網間相互獨立, 且管網間壓力不能根據需求進行控制, 造成管網運行不經濟, 管理不便, 供水成本高等弊端。
1 運行效果和存在問題
1 . 1 呼和浩特地區給水集中控制改造泵站間實現集中監視、集中管理, 使各泵站運行的各種參數都處于集中統一監控之中, 通過設定的程序實現智能自動調節水量, 管網水壓自動采集、傳送和控制, 故障自動判斷報警等多項智能功能。 不僅解決長期困擾生產和生活用水難題, 而且全面實現了單一供水向智能化、科學化、網絡化發展的轉變, 提高了運行經濟效益, 降低了供水成本, 有效的節約了能源消耗, 并實現了優化組織結構, 合理利用了人力資源。
1 . 2 實施井群控制
起初設計對水源井的管網水壓采集、監控采用CEMPX 系列壓力傳感器, 壓力傳感器具有在接通電源 10～ 20min 可達到穩定工作狀態, 此時壓力傳感器輸出信號與被測壓力成正比關系。 軟啟動控制器是通過壓力傳感器所輸送的信號實現對潛水電機的停啟泵來控制水泵出水量, 變頻器是通過壓力傳感器所輸送的信號實現對潛水電機的調速來控制水泵出水量, 維持管網系統水壓處于平衡穩定狀態, 實現不間斷供水設計要求。 在使用和運行中發現采用壓力傳感器對管網水壓的數據采集過程故障發生率高, 自身維修不便, 購買價格昂貴, 容易遭雷擊損壞等原因, zui終經改造采用 YT -150 型遠傳壓力表,實現對管網水壓監測、采集功能; 經過長時間的運行和觀察效果良好, 運行狀態穩定, 價格相比便宜, 數據顯示直觀, 便于安裝等優點, 本文主要介紹遠傳壓力表在井群控制的管網上的使用情況。
2 遠傳壓力表工作原理
當被測介質充滿壓力表的測量管時, 管網內水的壓力作用于儀表內部測量管內的電位器式傳感器( 亦叫滑線電阻) , 不同的壓力作用于電位器部位不同所反饋的電阻值不同, 產生在兩端的電壓也不相同。根據遠傳壓力表這一特性原理, 就可實現集中監測和遠距離對管網內水的壓力變化情況控制, 有效實現壓力值與電量值的能量轉換過程, 使壓力表完成了水的壓力以電量值顯示的過程。
3 遠傳壓力表的主要工作條件和技術參數
3. 1 主要技術指標
基本誤差: ±1. 5 級
測量范圍: 0-1MPa( 并設有特殊規格)
3. 2 工作條件
環境溫度: -40～ 60℃
工作壓力: 靜 負 荷: 用至測量上限值的 3/ 4。
交變負荷: 用至測量上限值的 2 / 3。
短時壓力: 用至測量上限值。
相對濕度: ≤85%
3. 3 滑線電阻發送器的技術參數
起始電阻: 3～ 20Ψ
滿度電阻: 340～ 400Ψ
接線端的外加電壓: ≤6∨
4 遠傳壓力表在管網中的應用
4. 1 在軟啟動控制器管網中的應用
圖中所示, 24V 為控制柜內設的穩壓電源, R 0 、R 1 、R 2 在控制回路中附加的分壓電阻, RX 為遠傳壓力表滑線電阻( 電位器式傳感器 ) 。
由圖中可以看出, 通過測量 DC +、DC -之間的電壓變化, 即可獲知管網內水的壓力。 當水壓高時,電位器滑片向 Rx 增大趨勢移動, DC+、DC -間電壓增大; 當水壓低時, 電位器滑片 Rx 向減小趨勢移動, DC+、DC-間電壓減小。DC+與 DC-之間電壓應該保持在 1～ 5V 之間增減, 水壓的變化促使電壓變化以電壓信號形式輸入PZK 上, PZK 根據電壓信號輸送到軟啟動控制器, 給潛水電機停啟泵指令進行對管網水壓的控制, 滿足生產和用戶用水的需求, 保證不間斷供水任務完成。 考慮到控制線路的電源滿足遠傳壓力表的技術參數要求, 接線端的外加電壓 ≤6V , 而在控制柜內能提供可利用電源為24V , 為達到布局合理、科學快捷、安全穩定的目的,采取: ①可利用控制柜內整體現有儀器功能不變。
②減少儀器重復購買和資金浪費。 ③利用現有結構、布局減少人力投入和改造的困難。 所以直接取開關電源 24V 作為給遠傳壓力表提供的穩壓電源,同時又要充分使軟啟動、PZK、遠傳壓力表和潛水電機以及附屬設備的正常運作, 就必須使遠傳壓力表的滑線電阻達到在電壓 1～ 5V 之間變化, 才能充分有效發揮遠傳壓力表對管網內水壓采集信號的準確性和靈敏性。 而實際提供 24V 的電源遠高于遠傳壓力表要求的工作電壓, 首先在壓力表、PZK 、軟啟動的控制回路中附加外設串接分壓電阻 1800 歐姆和 100 歐姆, 其次, 為保證安全和其他影響( 漏電流,磁場干擾等) 在遠傳壓力表內設串接分壓電阻 100歐姆, 根據歐姆定律 V =IR, 經過計算與論證, 在整個控制回路中所有串接的分壓電阻和外設的電阻滿
足關系式 V = [ 24V/( 1. 8K +100+400+100) 歐姆]× ( Rx+100) 。
由圖示可以看出, 當 Rx 在 0～ 400Ψ之間變化時, V 在 15V 之間變化。在管網內瞬間壓力值的變化, Rx 就對應一個電阻值, 在壓力表外接的二次儀表上則對應一個變換后的電壓值, 通過電壓值 V 的監測, 可測知管網內水壓的變化。這個電壓值被傳送回 PZK , PZK 根據壓力表反饋的電壓信號對軟啟動控制器下達工作指令, 軟啟工作輸出起動信號, 電
機的電開始旋轉, 管網內產生水壓, 壓力表電位器式傳感器( 滑線電阻) 在水壓作用下 Rx 變化, 在其兩端電壓也隨之變化, 變化信號傳送到 PZK , PZK 下達工作指令到軟啟, 軟啟動控制器再下達工作指令使電機運轉或停止的工作循環過程。
4. 2 在變頻器管網中的應用
遠傳壓力表在變頻器控制回路的工作原理與在軟啟動控制器控制回路中工作原理相同, 通過管網水壓的變化使電位器滑片向 Rx 增大或減小方向移動, 導致電壓變化, 電壓信號通過控制回路進入變頻器, 經變頻器內置寄存器處理、判斷后, 變頻器輸出不同頻率的電源, 電機根據旋轉磁場的轉速特性: n=60f/ P 可以看出, 磁場的轉速與磁場的頻率 f 成正
比, 與電機的磁極對數 P 成反比, 改變磁場的頻率就可實現電機的加速、減速、勻速, 電機在不同頻率電源條件的驅動下, 產生不同的轉速, 于是就產生了不同水壓條件下的功率和揚水量, 保持了管網內水的壓力的平衡和穩定, 滿足了生產和用戶用水量的需求, 減少水壓力對機械的沖擊力, 降低了機械的磨損, 有效地實現對電機的平滑變速; 同時, *防止水錘現象和變速對電網產生壓降現象。
綜合上述, 為了提高遠傳壓力表的測量度和保護壓力表不受外界干擾, 在壓力表的安裝時, 必須使被測液體和壓力表外殼同電位, 這個電位是壓力表傳感器處理水壓信號的公共電位, 為了保證同電位, 我們使用了屏蔽信號電纜, 通過金屬屏蔽層連接外殼和被測液體。在外界電磁場干擾較大的情況下, 尤其是管路上雜散漏電流較大時, 壓力表應另設接地裝置, 需要注意的是, 此接地裝置不能接在電機或其他電力設備的公用地線上, 以免受電機或電力設備漏電流的影響, 致使遠傳壓力表損壞或測量度下降。
5 遠傳壓力表在井群控制應用中的優勢
5. 1 被測介質的濕度、密度、粘度
不影響檢測精度在監測中無壓力損失, 只需保證被測液體充滿壓力表的測量管內即可。
5. 2 適應遠距離對管網壓力的測量和控制大大提高工作效率和安全性能, 滿足了生產和生活不間斷供水需求。
5. 3 可以延長設備的使用壽命
減少了設備維修次數, 降低了維修成本, 有助于提高機械的運行周期, 更好地發揮設備的整體穩定性。
5. 4 實現了機電一體化的功能
為實現機電一體的智能化、科學化、網絡化, 更好地適應鐵路未來市場竟爭, 創造了良好的局面, 奠定了科學的基礎。
