一种多泵泵组自动起泵控制方法.pdf

一种多泵泵组自动起泵控制方法，属于自动控制领域，它包括（1）传感器实时传送系统和各泵的工况参数；（2）PLC实时接收现场传感器检测到的各泵的工况参数，并和程序内预设的基准值进行比较；（3）当某台泵符合启动条件，首先接到了PLC发出的启动命令，则该泵首先启动，其余泵均自动进入备用。本发明解决了多泵泵组特殊情况下“自动起泵且只启一台，其它泵自动进入备用”的问题，把复杂的事情变简单，便于运行和维护。

权利要求书
1.  一种多泵泵组自动起泵控制方法，包括下述内容：
（1）传感器实时传送系统和各泵的工况参数；所述工况参数包括供水总管压力、供水总管流量及泵组进出口差压；
（2）PLC实时接收现场传感器检测到的各泵的工况参数，并和程序内预设的基准值进行比较；
（3）当某台泵符合启动条件，首先接到了PLC发出的启动命令，则该泵首先启动，同时预设的且与启动命令相对应的变量的上升沿触发启动相应的接通延时计时器；
（4）PLC检测到有某台泵的计时器已启动，不再向其它符合启动条件的泵发出启动命令，其余泵均自动进入备用。

说明书一种多泵泵组自动起泵控制方法
技术领域
本发明属于自动控制领域。
背景技术
自动过程控制中，常遇到多泵泵组的启、停逻辑问题。一个多泵泵组，当正常运行时，有正运行泵，有备用泵，它们之间的启停切换依照事先规定好的逻辑。但在一些特殊情况下，当一个泵组处于初始状态，或相当于初始状态，例如启动之初，或者正在运行的泵突然断电，而在限定的时间内又恢复（一路供电断掉，自动切换到保安电源），但泵已停。此时各泵平等，泵组中的所有泵均是既无运行反馈，又无故障反馈，无运行泵和备用泵之分，此时必须有一台（且只需一台）泵要运行起来，从而在泵组中形成正常运行-备用关系。那么，在不用人工干预的情况下先启动谁呢？怎么启动哪？这里的前提是远程自动。因为有些情况，象加热炉气化冷却循环泵，若在运行中停下再启动，如有延误，则可能使炉梁受损。依靠人工显然不符合本质安全要求。
传统方法比较常用的是程序中预设各种情况及规定每个泵各自的启动条件，即在哪些工况下，启那个泵。理想情况下，是可以应对上述情况的。这里所说的理想情况，是指情况预设到位，逻辑严密且没有编程错误。显而易见，这种方法程序语句多，逻辑较复杂，而且若对某种情况未设应对，则产生本质安全缺陷。
本技术发明就是解决这个问题的一种方法。使用西门子S7-300 PLC系统对泵组进行控制，不需在程序中进行较为复杂的、根据各种关系的预设定，当出现上述需起泵的情况时，只要系统具备了基本通用的起泵条件，不用区分泵别，就能保证一个泵先运行起来，其它泵自动进入备用，形成正常运行状态的逻辑关系。
发明内容
本发明目的是解决多泵泵组特殊情况下自动起泵且只启一台，其它泵自动进入备用，从而形成正常运行状态的逻辑关系问题。把复杂的事情变简单，便于运行和维护。
一种多泵泵组自动起泵控制方法，包括下述内容：
（1）传感器实时传送各泵的工况参数；所述工况参数包括供水总管压力、供水总管流量及泵组进出口差压；
（2）PLC实时接收现场传感器检测到的各泵的工况参数，并和程序内预设的基准值进行比较；
（3）当某台泵符合启动条件，首先接到了PLC发出的启动命令，则该泵首先启动，同时预设的且与启动命令相对应的变量的上升沿触发启动相应的接通延时计时器；
（4）PLC检测到有某台泵的计时器已启动，不再向其它符合启动条件的泵发出启动命令，其余泵均自动进入备用。
本发明采用西门子S7-300程序软件对系统及泵组进行控制,控制程序采用西门子Step7编程，监控画面使用WinCC组态。在控制程序中加设接通延时计时器（SD）的方法，不需在程序中进行较为复杂的、根据各种关系的预设定，当出现上述需起泵的情况时，只要系统具备了基本通用的起泵条件，不用区分泵别，就能保证一个泵先运行起来，其它泵自动进入备用，形成正常运行状态的逻辑关系。
本发明在山西太钢不锈钢股份有限公司的加热炉气化冷却系统上进行了应用，其中经历了生产当中动力电源切换（主回路掉电，自动切换到备用回路）造成的短暂全泵组停机，又自动启动（只启动一台电机）的过程。完全达到预期效果。
本发明优化了汽化冷却控制系统运行，保证了加热炉的安全。
具体实施方式
以一个正常一用二备的3泵泵组为例，出现上述情况（所有泵均既无运行反馈，又无故障反馈，而必须有一台泵要运行起来）时各自起泵条件如下：
     1#泵具备启动条件是远程自动＆自身无运行反馈＆无故障；
2#泵具备启动条件是远程自动＆自身无运行反馈＆无故障；
3#泵具备启动条件是远程自动＆自身无运行反馈＆无故障；
说明：故障包括：泵自身故障（由泵本身自带的现场控制箱或称现场操作箱发出，继电器信号或称开关信号）、电气故障、有运行指令而无运行反馈2秒以上、泵处于停止后再启动的时间间隔内。
1#泵工况要求起泵供水总管压力低〃供水总管流量低〃泵组进出口差压低。
2#泵工况要求起泵供水总管压力低〃供水总管流量低〃泵组进出口差压低。
3#泵工况要求起泵供水总管压力低〃供水总管流量低〃泵组进出口差压低。
说明：‘＆’是‘逻辑与’的意思；‘〃’是‘逻辑或’的意思。括号内的三点是做为一个泵组基本的起泵工况要求，每个泵组根据任务不同还可能有其它起泵要求，例如气化冷却给水泵组任务是给汽包供水，那么‘汽包水位低’也是一个要求起泵的工况。这些工况都是公共状态，即并不是针对某一个泵，故说其为‘通用条件’。
远程自动：具体到对某一台泵来说，控制首先分远程和就地。所谓就地，就是在现场或者说在泵旁边，通过手动操作现场操作箱上的按钮或开关对泵进行控制。常规控制系统一般都遵循‘手动优先’的原则。实际操作上，现场设有‘就地—远程’转换开关，需就地操作时，开关打到‘就地’，一方面给PLC发去信号，一方面切断远程控制信号，以保证安全。
所谓远程，就是操作室或控制室集中监控，这是自动控制系统运行的常见方式。具体到本控制系统，远程控制又分远程手动和远程自动。远程手动就是操作人员在控制室的监控画面上对设备（泵）发出运行指令；远程自动则是完全由PLC根据事先编好的逻辑进行控制，对各种情况自动应对，不需人工干预。具体操作上，监控画面上有手动—自动选择按钮，正常生产时选‘自动’，即使用远程自动控制方式。
泵的‘初始启动逻辑’是相对于‘运行中启动逻辑’而言的。而后者与本发明无涉。本发明中不对泵的初始启动逻辑控制条件做专门设定，只要泵自身具备启动条件且在远程自动即可。这是本发明的优点之一。
当泵组处于初始状态，即各泵均不运行（对PLC来说就是均无运行反馈）。PLC实时接收现场传感器检测到的供水总管压力、供水总管流量及泵组进出口差压工况信号，并和程序内预设的基准值进行比较（基准值根据安全、工艺要求而定，各泵组不尽相同）。只要任一工况参数低于基准值，则PLC发出起泵命令。
说明：“接通延时计时器”：是西门子Step7中的一个功能块或者说指令块。
本发明的各泵启动条件的前三项都是通用条件，那台泵起就靠计数器起作用。即程序不需要做专门的设定，程序运行到哪，或者说谁先得到命令谁先起动，同时自己的计数器置位。由于程序的扫描运行是毫秒级的，故命令立即生效，接到命令的泵进入启动状态，其它两台泵不再接受启动指令，或者说系统不再向其它泵发启动命令。从而达到先起且必起、只起一台泵（“泵具备启动条件”已保证了泵本身的状况），使泵组进入运行-备用的正常逻辑关系。
关于定时器：这里使用西门子Step7接通延时计时器（SD指令）。当某台泵符合启动条件，PLC发出启动命令，同时预设的、与启动命令相对应的变量的上升沿触发启动相应的接通延时计时器。系统由于检测到有某个泵的计时器启动，则在工况仍发出起泵请求的情况下，不再向其它符合启动条件的泵发出启动命令。事实上，计时器的作用就是在正启动的泵的运行反馈信号回到PLC之前，使其余的、合乎条件的泵不再启动。当一台泵已运行起来，则泵组进入运行-备用的正常逻辑关系，此逻辑关系下，非运行泵的启动逻辑中不再需要定时器。定时器的延时设定可根据具体情况设定，一般在2-3秒。