PLC在污水泵站自动控制系统中的应用

摘要：本文对污水泵站的控制工艺以及控制要求进行了简单介绍,并就污水泵站自动控制系统中PLC的硬、软件设计情况进行了阐述。经过实践应用可以表明,这一系统的设计能够满足现实要求,且系统运行良好。

关键词：PLC 污水泵站 自动控制系统

我们知道,过去的污水泵站使用的单一而固定的继电器－接触器常规控制方式,有关泵站的运行数据只能通过人工来记录完成,再按照这些数据对格栅、水泵开启、停止、阀门开关、启闭机等进行人工的操作控制。过去的污水泵站系统运行效率较低,管理水平较差,已经无法满足时展需求。本文研究的是A—B公司提供的SLC500系列自动控制系统通过PLC和相关的各类设备来实现,确保了污水泵站运行时能够达到自动控制功能。

1、泵站的控制工艺

本系统工作过程中,要先使用格栅将污水中垃圾进行集中过滤,过滤出来的垃圾经由皮带机扔进垃圾箱,污水进行过滤之后储存于集水池中,如果污水水位超过规定值,系统就会启动一台或几台潜水泵,把污水排出集水池。控制工艺的流程图参见图1。

在该设备中,其工作方式有两种,一种是现场手动控制,另一种是自动控制。如果我们选择了自动控制,那么整个系统设备的控制全部通过PLC实现自动控制,也可以由上位监控机发出指令进行遥控控制。

2、系统中PLC的硬件设计

本文主要使用A-B公司提供的SLC500系列PLC模块进行设计。要按照控制对象的输入、输出类型不同,点数不同,对系统框架的型号及个数进行确定,期间需要增加10％～15％的余量,还要充分考虑到今后可能会对系统进行扩展,所以要保证有足够的存储空间,据此来确定模块的类型及个数;要按照不同的通讯方式和不同的存储空间,进行CPU模块进行选择;还有,对电源模块进行选择。

2.1 污水泵站的设备情况

格栅前进水启闭机（2台）、格栅后出水启闭机（2台）、格栅（2台）、潜水泵（6台）、出水阀门（6个）、皮带机（1台）、液位差计（2个）、液位计（1个）、出水流量计（1个）、出水管道压力计（1个）。

2.2 如何选择模块

(1)对模拟量模块的选择:按照污水泵站共有5个模拟量输入的情况,可以选择2个4通道的差分输入模块1746－N14。

(2)对开关量模块的选择:按照受控设备数量、以及开关（启停）输出信号状况,手动或自动的故障情况、开关和运行状态情况等输入信号,可以选择输入模块1746－IBl6（11个）,以及输出模块1746－OWl6（3个）。

(3)对CPU模块的选择:要考虑输入模块、输出模块总点数情况,以及能够实现网络系统互连的要求情况,可以选择1747－L551B 5／05,CPU-16K Mem,OS501 Series C处理器模块。

(4)对框架和电源模块的选择:按照模块的类型和数目情况,可以选择10槽的框架1746-A10（2个）和1746-P4电源模块（2个）。2个框架之间可以使用扩展电缆实现连接。

3、系统中PLC的软件设计

本文主要使用PLC编程软件RSLogix 500并结合实际要求实现对泵站PLC自动控制系统的程序设计。

3.1 格栅池设备控制要求

如果格栅没有故障,与之相对应的进水出水启闭机处于开启状态,并未关到位时,格栅会周期运行,也可能随液位差启停工作。期间,周期运行的停止时间和液位差的值取决于是何种运行模式,有正常、雨天、暴雨三种运行模式。上位监控机可以设置参数,使两组格栅周期在同一时刻进行运行;外部电气控制可以实现格栅与皮带输送机的联动功能;如格栅发生故障,首先保证另一水道的进水出水启闭机不关闭,此时对故障格栅的启闭机进行关闭,同时将其置位到报警信息位。按照现实需求,可以通过上位监控机实现对所有设备的远程遥控功能。

3.2 集水池设备控制要求

泵的启停通过水位高低进行控制;通过上位监控机,能够设置正常、雨天、暴雨三种运行模式的水位值;在正常模式中,可以设置白天模式和夜间模式的自动切换;可以设置雨天、暴雨模式的人为遥控;6台污水泵中,通常5台使用,1台备用。

如果需要加泵时,要选择启动无故障以及运行较少的泵;如需减泵,要停止运行较多的泵;所有泵的启停在20s内时,不要启动其它泵;所有泵停止运行后的10min内不能再行启动;水泵工作时,要在启动泵10s之后再进行开启水阀,停止工作时,要先关闭阀门之后再停泵。

如果需要加泵时,当发出开泵信号20s仍没反应,需切换到其它泵,当发出开启阀门信号1.5min仍没反应,需关闭该阀门及停止水泵;如果需要减泵时,当发出关闭阀门信号1.5min仍没反应,需强行停止水泵;如出现异常情况需在置位到相关报警位的同时,解除所有指令,把保障设备设置为不可自动控制（包括遥控）,排除故障后再行复位。按照现实需求,可以通过上位监控机实现泵及出水阀门的远程遥控或直接遥控。

3.3 运行模式的参数设置

(1)白天模式:能够同时让两组格栅根据时间间隔进行运行,当运行A11min时停止A12min,液位差＞E1m格栅启动,液位差≤E2m格栅停止;最高能使五台泵同时运行,根据水位进行泵启停控制。

(2)夜间模式:除参数值外,和白天模式基本相同。

(3)暴雨模式:进水启闭机关闭后,通过水泵将水位降低至C3米后停泵。

(4)雨天模式:除参数值外,和白天模式基本相同。雨天模式时系统中的进水启闭机会处于关闭状态,当彻底关闭后污水的进水闸门D4s再行开启。

当系统处理以上模式时,需要开启多少台泵要符合参数要求,同时通过下位PLC程序得以实现,可以通过PLC编程进行参数写入,也可以通过上位监控机进行参数设置。

3.4 PLC的控制程序组成

按照控制要求,PLC的自动控制程序分为主程序、格栅池和污水集水池部分的子程序组成。这里给出格栅池部分的PLC自动控制部分（不包括遥控）流程图供参考,详见图2。

参考文献

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