1  引言
排灌站的主要功能是将城外河道的水源引入城内，为水利部门提供排灌，同时也担当着抗洪排涝的重任。某排灌站工程的河面宽度约35m，河道漂流的杂物如果吸入正在运行的水泵，轻者使其叶轮卡死;重者使其叶轮断裂，导致电机烧坏事故的发生，所以对排灌站水泵的安全运行带来了种种隐患。为了确保水道的畅通、防洪防汛以及水环境治理，必须采用格栅(带有横竖条的筛子)拦截污物，但是，当污物在格栅前堆积到一定数量后，格栅前后的水位差就会迅速加大，导致水泵抽水困难、功耗增大，同时格栅后的水位快速降低，这时水泵容易抽进空气而使叶轮等部件产生气蚀，缩短水泵的使用寿命，所以应及时清除栅前污物。工程采用的回转式捞污机，可以均匀连续地从河道里捞取污物，以便于后道工序的处理。排灌站的设备分布如图1所示。

图1     泵站设备分布示意图
对排灌站的8个并列格栅和4台水泵进行统一管理，实现设备全工作过程(抽水、清污、输送、挤压)的自动化控制，出现故障及时报警停机并自我诊断，确保其正常运转，这是设计自控系统的思路和初衷。捞污、挤压设备及自行设计的整套自动控制系统现安装于江苏省南京市的一个水利排灌站，同时也适用于其它市政部门的泵站应用。
排灌设备主要由4台水泵、8台捞污机、2台输送机(水平和倾斜输送各1台)、1台污物挤压机和自控系统组成，湿落落的污物经设备处理后，变成干的块状垃圾，既可减少该站的污物存放场地(在城市尤为重要)，又能增加车辆装载量，减少运输次数和节约运输成本;同时可避免运输途中的抛撒、滴漏所造成的二次污染，有利于环境保护。

2  控制原理设计
该工程自控系统分手动、半自动、全自动间歇和全自动水位差等四种方式，操作人员可根据需要任选一种，四种控制方式实现互锁。
2.1  水泵
在自动状态下，水泵的开停由水位高度决定，当超声波传感器测得的模拟量相当于6m水位时，水泵电机按顺序启动，开始抽水;当模拟量相当于4.5m水位时，水泵全部停止抽水。自控系统根据水量的大小做出判断，自动选择开启水泵的数量。
(1) 水泵1工作30min后还未达到模拟量相对应的低水位(说明水量较大)，系统自动开启水泵2。
(2) 水泵1、2同时工作30min后还未达到低水位(说明水量很大)，系统自动开启水泵3。
(3) 水泵1、2、3同时工作30min后还未达到低水位(说明水量特大)，系统自动开启水泵4。
(4) 水泵1工作30min后还超过高水位(说明水量特大)，系统自动开启水泵2、3、4。
(5) 水泵过载时，热继电器将切断主电路，整套设备停止工作，同时做出水泵电流过载的声、光报警。
2.2  捞污机
(1) 格栅前后两个超声波测得的模拟量相对应的水位之差大于等于300mm时(水泵在开启状态，否则就没有水位差)，自控系统通过模拟量比较，按顺序启动捞污电机开始回转捞取污物。
(2) 格栅前后水位差小于等于50mm时，捞污机全部停止工作。
(3) 捞污机采用双重安全保护，捞污机过载时，热继电器或磁性开关动作，切断主电路，整套设备停止工作，并做出捞污机电流或机械过载的声、光报警。
2.3  输送机
(1) 捞污机启动数秒钟后，自控系统启动输送电机，水平然后再向上倾斜输送污物。
(2) 输送机过载时，热继电器将切断主电路，设备停止工作，同时做出输送机电流过载的声、光报警。
2.4  挤压机
(1) 大推头动作 
箱内污物达到预定高度(可调，调节光电传感器的垂直角度)，2个光电传感器同时反馈信号，大推头进(水平初压)。
(2) 主压头动作 
大推头进限位开关动作，主压头下(垂直高压)，下压8s钟后，延时15s钟进行第一次挤压污水;主压头继续下(垂直高压)，下限位开关动作，主压头停留15s钟进行第二次挤压污水。
(3) 二循环或三循环动作