潮水尺的零点作为基点，由该基点所定义的基面称为“大沽高程基准”，在此基准上建立的高程系统称为“大沽高程系”。华北、西北等地所测地形图曾多使用此高程系统，目前主要在天津地区使用。根据大沽标高，设计者会设计出泵站的最高水位与最低水位。超过最高水位会影响收水效率，泵站排水复核，出水管道流量和下一个泵站的承受能力。低于最低水位则不能启动潜水泵，或者影响水泵排水。
当水位处于最高水位与最低水位之间时，根据天气情况，泵站排水规定以及调度中心指挥启动水泵进行排水作业，在无人值守的泵站则根据设定好的启动水泵值进行开泵排水。水会被水泵排到泵站的压力井池。雨水会在压力井池形成压力流出出水闸门，进入出水管道。除检修外，出水闸门常年开启。
压力井池上设有压力井盖，除检修外常年关闭。压力井池设有极小的排气管道，避免最大排水量工作时，对管道造成影响。
1.2水泵的介绍
水泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加，主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。水泵性能的技术参数有流量、吸程、扬程、轴功率、水功率、效率等；根据不同的工作原理可分为容积水泵、叶片泵等类型。容积泵是利用其工作室容积的变化来传递能量；叶片泵是利用回转叶片与水的相互作用来传递能量，有离心泵、轴流泵和混流泵等类型。南海路泵站采用的是潜水式离心泵。
水泵主要参数除了最基本跟的额定电压，额定电流外；还有流量，扬程，转速，汽蚀余量，功率和效率。还有水泵对应的用途。机械密封，安装方法，防腐措施也是评价一个水泵的优劣重要条件。
水泵转子在高转速下工作时，若其质量不均衡，转动时就会产生一个较大的离心力，造成水泵振动或损坏。转子的平衡是通过其上的各个部件(包括轴、叶轮、轴套、平衡盘等)的质量平衡来达到的，因此对新换装的叶轮都应进行静平衡校验工作。
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1.3液位计
在容器中液体介质的高低叫做液位，测量液位的仪表叫液位计。液位计为物位仪表的一种。液位计的类型有音叉振动式、磁浮式、压力式、超声波、声呐波，磁翻板、雷达等。南海路泵站主要采用的是超声波液位计。
超声波液位计的工作原理是通过一个可以发射能量波（一般为脉冲信号）的装置发射能量波，能量波遇到障碍物反射，由一个接收装置接收反射信号。根据测量能量波运动过程的时间差来确定液(物)位变化情况。由电子装置对微波信号进行处理，最终转化成与液位相关的电信号。
一次探头向被测介质表面发射超声波脉冲信号，超声波在传输过程中遇到被测介质（障碍物）后反射，反射回来的超声波信号通过电子模块检测，通过专用软件加以处理，分析发射超声波和回波的时间差，结合超声波的传播速度，可以精确计算出超声波传播的路程，进而可以反映出液位的情况
液位计在泵站设计中设置在前池，格栅机前后，用来检测水位以及实时反映水位情况。
图1.2 南海路水位趋势图
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1.3 控制器
南海路泵站采用由10KV变电站输出400V电压对水泵及其它设备进行供电和泵站照
明用电。对供电系统的保护以及对水泵的控制都是由泵站内所设PLC采集信号和报警的。虽然10KV,400V开关柜有自带的保护功能。面对断电应急时，泵站还设有直流屏系统。
水位控制系统控制器选用西门子系列PLC，采集水位，水泵工作，电力系统等信号，
对水位的反馈进行操作，通过软启动柜对水泵进行操作，保护水泵，启动柜及开关柜等，并把信号上传到调度中心，统一调度。
水泵启动停止控制主要考虑参数有，升压时间，降压时间（软停），初始电压，结束
电压，级落电压，限流倍数，冲击启动，升压时间范围，降压时间范围，顺序启动，力矩控制等。在控制系统里充当控制器的角色。
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第二章 水位控制原理简介
城市排水系统的泵站都设计为人工与自动两种控制，这样做的目的有两个，一是为了减少人工成本，解放劳动力，二是为了人工稳定控制，预防突发情况。在自动控制中，主要由液位计采集液位信号，上传到控制系统，根据事先设点好的数值，选择开启或关闭水泵。
此外，水泵的保护系统，供电系统，监控与警报系统也是泵站主要的系统。
2.1水位控制系统
水位控制系统采用简单的闭环控制。
图2.1 闭环制系统原理图
水位控制系统通过液位计采集前池的水位数值，根据上位机计算，输出指令，对水泵进行控制。液位计在这里充当一个反馈的环节，水位作为被控对象。
液位计设置在前池，格栅机前后。及时反映水位情况，把信号传给上位机控制系统。当水位达到启动水泵设定值（此设定值小于最高水位数值）时开启水泵，当水位降低到停止水泵设定值（此设定值大于最低水位数值）时关闭水泵。当开启水泵，液位仍在增高时，则再开启第二台水泵。水泵开启需要间隔5分钟，因为压力井池会增大压力，出水管道流量问题也需要考虑。
同一台水泵也不可以频繁的启动。列如，上午9点启动了1#水泵，10点停止。下午2点再次需要开启水泵的时候，需要开启除1#水泵外的其它水泵。
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2.2水泵保护系统
水泵在系统里作为执行器，是控制器通过对执行器的操作来实现对被控对象的控制。水泵由于其特殊工作环境需要注意对其保护，避免水泵损坏，或者影响供电系统。
保护功能主要包括电机过载保护，转子堵转保护，电机欠载保护，大电流保护，三相失衡保护，逆相保护，SCR过载保护，PTC输入电机温度保护。报警功能包括大电流报警，电机欠载报警，电机过载报警，SCR过载报警。故障监测功能包括，缺相故障处理，总线通讯故障，频率故障，内部过热故障，SCR短路故障，旁路接触器不分断故障，旁路接触器不吸合故障，接线故障，SCR不导通故障，电源端故障，冲击电流故障，软启动器故障。
在发生故障，泄漏，过载等情况优先停止水泵并报警。再故障未解除的情况下，无法再次启动该水泵。
2.3泵站监控与周界报警系统
泵站监控系统主要有，地道监控，泵站周边环境监控和泵站内部环境监控。
地道监控系统主要来自于交管部门的监控信号，看路面是否积水过高，是否存在收收水不畅的现象。泵站周边环境监控主要是出入口，方便工作人员及调度人员观察泵站周边情况。泵站内部环境监控主要有围墙内侧和设备间等情况。主要是观察设备是否有冒烟起火的意外，还有就是外人闯入。
此外还与管委会，交管部门有视频信号共享，方便大家的工作与合作。
2.4信号传输
水泵，电气设备运行型号，视频监控信号，故障报警信号，这些信号除了要泵站监控本泵站信号之外，还需要上传到调度中心，方便调度中心统一指挥调度。调度中心设置在泰达防汛指挥中心。由于各泵站距离较远，所以采用了无线传输方式。
2.5供电系统
供电系统除了要考虑泵占主要设备运行供电，还要考虑泵站生活用电情况。泵站供电系统有国家相关设计规定，在这里不做赘述。
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