远传压力表在管网中的应用
水电工作是铁路运输生产的重要组成部分。 随着社会经济的发展和人民生活水平的提高, 铁路运输生产和居民生活用水需求量不断增加, 随之供水部门的责任和要求日渐增高。 能否保证水量的平稳输送和不间断供水任务完成, 是摆在供水部门不可推卸的责任和义务, 为了实现和满足这些要求, 我们集中力量对人员密集、用水突出和急待解决的呼和地区及周边的水源井实行井群系统集中控制和管网闭环运行方式来解决原泵站分布散, 管网间相互独立, 且管网间压力不能根据需求进行控制, 造成管网运行不经济, 管理不便, 供水成本高等弊端。
1　 运行效果和存在问题
1 . 1　 呼和浩特地区给水集中控制改造泵站间实现集中监视、集中管理, 使各泵站运行的各种参数都处于集中统一监控之中, 通过设定的程序实现智能自动调节水量, 管网水压自动采集、传送和控制, 故障自动判断报警等多项智能功能。 不仅解决长期困扰生产和生活用水难题, 而且全面实现了单一供水向智能化、科学化、网络化发展的转变, 提高了运行经济效益, 降低了供水成本, 有效的节约了能源消耗, 并实现了优化组织结构, 合理利用了人力资源。
1 . 2　 实施井群控制
起初设计对水源井的管网水压采集、监控采用CEMPX 系列压力传感器, 压力传感器具有在接通电源 10～ 20min 可达到稳定工作状态, 此时压力传感器输出信号与被测压力成正比关系。 软启动控制器是通过压力传感器所输送的信号实现对潜水电机的停启泵来控制水泵出水量, 变频器是通过压力传感器所输送的信号实现对潜水电机的调速来控制水泵出水量, 维持管网系统水压处于平衡稳定状态, 实现不间断供水设计要求。 在使用和运行中发现采用压力传感器对管网水压的数据采集过程故障发生率高, 自身维修不便, 购买价格昂贵, 容易遭雷击损坏等原因, zui终经改造采用 YT -150 型远传压力表,实现对管网水压监测、采集功能; 经过长时间的运行和观察效果良好, 运行状态稳定, 价格相比便宜, 数据显示直观, 便于安装等优点, 本文主要介绍远传压力表在井群控制的管网上的使用情况。
2　 远传压力表工作原理
当被测介质充满压力表的测量管时, 管网内水的压力作用于仪表内部测量管内的电位器式传感器( 亦叫滑线电阻) , 不同的压力作用于电位器部位不同所反馈的电阻值不同, 产生在两端的电压也不相同。根据远传压力表这一特性原理, 就可实现集中监测和远距离对管网内水的压力变化情况控制, 有效实现压力值与电量值的能量转换过程, 使压力表完成了水的压力以电量值显示的过程。
3　 远传压力表的主要工作条件和技术参数
3. 1　 主要技术指标
基本误差: ±1. 5 级
测量范围: 0-1MPa( 并设有特殊规格)
3. 2　 工作条件
环境温度: -40～ 60℃
工作压力: 静 负 荷: 用至测量上限值的 3/ 4。
交变负荷: 用至测量上限值的 2 / 3。
短时压力: 用至测量上限值。
相对湿度: ≤85%
3. 3　 滑线电阻发送器的技术参数
起始电阻: 3～ 20Ψ
满度电阻: 340～ 400Ψ
接线端的外加电压: ≤6∨
4　 远传压力表在管网中的应用
4. 1　 在软启动控制器管网中的应用

图中所示, 24V 为控制柜内设的稳压电源, R 0 、R 1 、R 2 在控制回路中附加的分压电阻, RX 为远传压力表滑线电阻( 电位器式传感器 ) 。
由图中可以看出, 通过测量 DC +、DC -之间的电压变化, 即可获知管网内水的压力。 当水压高时,电位器滑片向 Rx 增大趋势移动, DC+、DC -间电压增大; 当水压低时, 电位器滑片 Rx 向减小趋势移动, DC+、DC-间电压减小。DC+与 DC-之间电压应该保持在 1～ 5V 之间增减, 水压的变化促使电压变化以电压信号形式输入PZK 上, PZK 根据电压信号输送到软启动控制器, 给潜水电机停启泵指令进行对管网水压的控制, 满足生产和用户用水的需求, 保证不间断供水任务完成。 考虑到控制线路的电源满足远传压力表的技术参数要求, 接线端的外加电压 ≤6V , 而在控制柜内能提供可利用电源为24V , 为达到布局合理、科学快捷、安全稳定的目的,采取: ①可利用控制柜内整体现有仪器功能不变。
②减少仪器重复购买和资金浪费。 ③利用现有结构、布局减少人力投入和改造的困难。 所以直接取开关电源 24V 作为给远传压力表提供的稳压电源,同时又要充分使软启动、PZK、远传压力表和潜水电机以及附属设备的正常运作, 就必须使远传压力表的滑线电阻达到在电压 1～ 5V 之间变化, 才能充分有效发挥远传压力表对管网内水压采集信号的准确性和灵敏性。 而实际提供 24V 的电源远高于远传压力表要求的工作电压, 首先在压力表、PZK 、软启动的控制回路中附加外设串接分压电阻 1800 欧姆和 100 欧姆, 其次, 为保证安全和其他影响( 漏电流,磁场干扰等) 在远传压力表内设串接分压电阻 100欧姆, 根据欧姆定律 V =IR, 经过计算与论证, 在整个控制回路中所有串接的分压电阻和外设的电阻满
足关系式 V = [ 24V/( 1. 8K +100+400+100) 欧姆]× ( Rx+100) 。

由图示可以看出, 当 Rx 在 0～ 400Ψ之间变化时, V 在 15V 之间变化。在管网内瞬间压力值的变化, Rx 就对应一个电阻值, 在压力表外接的二次仪表上则对应一个变换后的电压值, 通过电压值 V 的监测, 可测知管网内水压的变化。这个电压值被传送回 PZK , PZK 根据压力表反馈的电压信号对软启动控制器下达工作指令, 软启工作输出起动信号, 电
机的电开始旋转, 管网内产生水压, 压力表电位器式传感器( 滑线电阻) 在水压作用下 Rx 变化, 在其两端电压也随之变化, 变化信号传送到 PZK , PZK 下达工作指令到软启, 软启动控制器再下达工作指令使电机运转或停止的工作循环过程。
4. 2　 在变频器管网中的应用
远传压力表在变频器控制回路的工作原理与在软启动控制器控制回路中工作原理相同, 通过管网水压的变化使电位器滑片向 Rx 增大或减小方向移动, 导致电压变化, 电压信号通过控制回路进入变频器, 经变频器内置寄存器处理、判断后, 变频器输出不同频率的电源, 电机根据旋转磁场的转速特性: n=60f/ P 可以看出, 磁场的转速与磁场的频率 f 成正
比, 与电机的磁极对数 P 成反比, 改变磁场的频率就可实现电机的加速、减速、匀速, 电机在不同频率电源条件的驱动下, 产生不同的转速, 于是就产生了不同水压条件下的功率和扬水量, 保持了管网内水的压力的平衡和稳定, 满足了生产和用户用水量的需求, 减少水压力对机械的冲击力, 降低了机械的磨损, 有效地实现对电机的平滑变速; 同时, *防止水锤现象和变速对电网产生压降现象。
综合上述, 为了提高远传压力表的测量度和保护压力表不受外界干扰, 在压力表的安装时, 必须使被测液体和压力表外壳同电位, 这个电位是压力表传感器处理水压信号的公共电位, 为了保证同电位, 我们使用了屏蔽信号电缆, 通过金属屏蔽层连接外壳和被测液体。在外界电磁场干扰较大的情况下, 尤其是管路上杂散漏电流较大时, 压力表应另设接地装置, 需要注意的是, 此接地装置不能接在电机或其他电力设备的公用地线上, 以免受电机或电力设备漏电流的影响, 致使远传压力表损坏或测量度下降。
5　 远传压力表在井群控制应用中的优势
5. 1　 被测介质的湿度、密度、粘度
不影响检测精度在监测中无压力损失, 只需保证被测液体充满压力表的测量管内即可。
5. 2　 适应远距离对管网压力的测量和控制大大提高工作效率和安全性能, 满足了生产和生活不间断供水需求。
5. 3　 可以延长设备的使用寿命
减少了设备维修次数, 降低了维修成本, 有助于提高机械的运行周期, 更好地发挥设备的整体稳定性。
5. 4　 实现了机电一体化的功能
为实现机电一体的智能化、科学化、网络化, 更好地适应铁路未来市场竟争, 创造了良好的局面, 奠定了科学的基础。