集水井排污泵的创新控制方法应用

王春水

（深圳招商建筑科技有限公司）

【关健词】集水井；排污泵；自动巡检

1 项目背景

集水井是个容易被大家忽视的地方，但却是工程管理的重点。集水井排污泵位置比较分散，遍布整个项目各个角落，难以集中管理，主要集中在地库和设备房；为了保证排污泵能正常工作，项目只能通过每半月派工程人员去每个集水井手动启动排污泵的方式。检查排污泵是否正常完好，检查的结果依赖巡检人员的经验，判断是否因集水井没水导致泵体生锈卡死，出现排污泵堵转、过流、过载等异常情况。在南方，台风天气频繁，持续时间长，经常看见小区地库进水，车辆被淹，大部分原因是集水井排污泵未能全部正常工作，地库排水不及时。

建设单位在项目建设的时候也不重视，排污泵控制系统选择小众品牌，服务和质量都难以保证。例如深圳雍景湾项目上共69 台排污泵，46 个集水井。排污泵控制板故障率高，每次检查都能发现一些坏的控制板；费用贵，仅控制柜内的控制板就要1500 元/块，无法找到厂家，只能工程部自己修理，修不好的控制板只能报废处理。

为了解决物业管理的上述问题，由建筑科技公司领导带队组建了专门的项目组，针对集水井排污泵的特点和项目需求制定了一份产品需求表，具有常规排污泵的控制逻辑功能，能代替人工自动进行巡检，遇到异常情况能报警提示，需要能组网、实现远程监控。

表1 排污泵控制器需求表

2 创新控制策略及应用

针对项目需求，制定了具体的控制策略并把功能进行了细化。主要功能规划如表1。

根据细化的需求表设计了电路框图（见图1）和程序流程图，主要包括实时时钟程序、水泵定时自诊断程序（巡检）、自动程序、手动程序组成。

核心定时自诊断程序（巡检）流程如下。

到达设定的巡检时间时，存在以下3种情况：①水泵不处于运行状态；②一台水泵正处于运行状态，则仅执行另一台未运行的水泵；③两台已处于运行状态，则不执行定时巡检程序。

1）水泵不处于运行状态

图1 排污泵系统框图

①淤泥厚度检测：检测淤泥厚度是否大于设定值，当淤泥厚度大于设定值时，打开1#水阀10s 内厚度小于预警值，执行②；当10s 后厚度依然大于设定值时，打开1#，2# 水阀打开10s内厚度小于设定厚度执行②，10s 后依然大于设定厚度，淤泥厚度超标报警输出。

②三相电压平衡检测，当三相电压不平衡缺相报警输出；三相电压平衡执行③。

③开启水泵：三相电流平衡检测，启动运行过程三相电流平衡执行④；启动过程电流不平衡达到限值时，电机故障报警输出。

④启动5s 后开始电流限值检测，当水泵运行电流超过正常运行的电流限值时，水泵堵转报警输出；否则执行⑤。

图2 单片机原理图

图3 智能水泵控制器-控制板

⑤水泵正常，运行30s，切换到2#泵重新执行1）-5）步骤。

2）水泵正处于运行状态

①停止正在运行的水泵。

②对未运行的水泵执行第一种情况的①-⑤步骤一遍。

根据以上的规划和设想，甄选单片机，设计了电路图（见图2），为了保证产品功能和质量，项目组不仅对控制器逻辑进行了规划，还对采用的元器件进行了控制，采用了变频器专用的高精度电流互感器，通过单片机的12 位精度的模拟量进行采集控制。

项目组经过3 多月的设计和制版，推出了第一版控制器样机（见图3），安装到深圳雍景湾项目现场进行测试，测试内容包括修改时间，对正常、异常水泵都进行了测试，并修正了限定阈值数据，过载电流限定在额定电流的110%、堵转电流限定在额定电流的200%、空载电流限定在额定电流的70%，及低于70%会空载报警，表示集水井水少，水泵未被覆盖。同时对易坏元器件进行问题排查和分析。于2017年10月重新推出了第二版控制系统，安装于深圳雍景湾项目，至今未发现异常。

3 应用、推广及成果

该方案从技术上突破了行业中一直以来沿用的高水位启泵，低水位停泵的模式，该产品具有成本低，安装方便等特点，便于普遍推广应用；通过技术手段提高集水井的水泵完好率，降低安全事故的发生概率，保证排污泵汛期正常工作，为业主提供更加安全的服务；通过科技手段，降低物业工程人员的排污泵设备巡检频次；达到物业减员增效的目的；通过发明专利的产品化，形成标准化控制柜，可实现复制推广应用，为公司提供新的增收点。提供网络通信接口，为后期设备设施物联提供数据接口；已联系国家给排水标准制定委员会，联合制定集水井排污系统的标准规范。从经济性上讲，为项目减少水浸造成的经济损失远远大于投入的资金。