水箱液位自动控制系统设计.docx

经验交流Technical Communications自动化技术与应用20l 0年第29卷第5期基于P L C的污水泵站自动控制系统王明军(淮安同方水务有限公司工程技术部，江苏淮安223002)摘要：本文介绍厂一种基于PLC的污水泵站水泵自动控制系统，给出了控制系统的硬件配置，PLC的梯形I割程序流程。该控制系统软件设计合理，没有固定哪一台水泵为备用泵，而是让备用水泵跟其它工作水泵一样投入运行，实际上起到了三台水泵互为备用效果。关键词：PLC；泵站；梯形图程序中图分类号：TM5716l 文献标识码：B 文章编号：1003 7241(2010)05011503Automatic WastewaterPUmpingStation ControlSystemBased-on PLCWANG Min-jun(Technical and Engineering Department of Huai觚Tongfang Water CoLtdHuman 223002 China)Abstract：Thispaperintroduces a wastewater pumping station control system based On PLC Hardware configuration and PLCladder program is givenThedesign is reasonabeNo pump is fixed in standby mood in this control systemKey words：programmable logic controller；pumping station；ladder program1 引言污水提升泵站是城市污水进入污水处理厂后第一道处理环节，提升污水，给污水增加势能，后续工艺才能进行下去；城市污水管网星罗棋布，也得靠污水提升泵站来保证污水正常流淌。目前污水泵站水泵的自动控制一种是在集水井安装超声波液位计，超声波液位计将集水井中的水位信号送给PLC，由PLC自动控制水泵的运行，另外一种控制方式是在集水井中安装水位开关，将水位开关信号送给PLC，到预先设置好的水位后自动开停污水泵【l I。污水泵站一般都配有备用水泵，以保证有水泵检修时能确保污水的正常提升。备用水泵如果长期在集水井中不运行，则电机的绝缘电阻会下降，影响水泵的正常运行及寿命。本文讨论了一种污水泵站水位开关自动控制系统，在本文所做的自控系统中，备用泵跟其它泵一样投入运行，从一段较长时间来看，几台泵运行时间均衡，起到了几台泵互为备用的效果，并做收稿日期：2 o 091 2一o 7出了电气控制线路(见图I)，PLC梯形图程序流程图及部分梯形图程序(见图2，图3)。某泵站配置如下：有三台同等容量的污水泵1号，2号，3号，其中两台水泵的额定抽水能力能满足正常情况下最大污水量要求。三台水泵两用一备，只有在雷雨季节才有可能三台水泵同时工作。SO，SI，S2，S3为水位开关，当浸入水中时为ON，无水时为OFF状态，S0为停泵水位，S1为启动一台水泵运行水位，S2为启动两台水泵运行水位，S 3为报警水位，当水位达到S3时，三台水泵同时投入运行。2 系统控制要求1)当水位到达S1时，启动一台水泵运行，水位到达S2时启动两台水泵运行，水位到达报警水位S 3时三台水泵一起运行，水位回落到SO时，相应停止一台泵，二台泵及三台泵。2)由于两台泵的额定抽水量已满足了正常情况下的最大负载，也就是说，一般情况下，最多只有两台水泵万方数据自动化技术与应用20l 0年第29卷第5期经验交流TechnicaI Communications运行，只有在雷雨季节时才可能三台水泵同时运行。要求三台水泵实际运行时间尽量均衡，不能让某一台泵在水中长期不运行，那样的话，会影响该泵的使用寿命的。3 水泵电气控制配置(见图1)图1 水泵电气控制原理图图l中，SA为水泵运行方式选择开关，可在手动、PLC自动、及停止间转换，TA，QA为水泵手动运行时启动及停止按钮。当SA选在手动运行方式时，可以通过按动相应的Q A，T A按钮来启动及停止某台水泵。QBD为水泵综合保护装置，用来检测水泵油室密封，电缆室密封，轴承温度，电机绕组温度等，每个水泵配有一只。控制回路上电后，如果水泵油室密封正常，电缆室密封正常，轴承温度及绕组温度正常，则QBD的常开点就吸合，其常闭点断开。在水泵运行中如检测到上述一个或多个部位不正常，则QBD的常开点就断开，长闭闭合，水泵在手动及自动方式下都不允许工作，需维护人员吊泵检查维修好后才允许运行。本水泵控制系统PLC选用德国西门子200系列S7224，西门子是国际知名的跨国公司，其PLC产品是国际上主流产品，200系列PLC结构紧凑，性能可靠，功能指令强大，存储容量大，抗干扰能了强，是各种小型控制任务的首选产品【21。PLC控制器IO分配输入(I) 说明S0，停泵水位S1，启动一台水泵水位S2，启动两台水泵水位S3，超高报警水位，三台泵运行SA，手动自动选择自动方式下启动开关自动方式下停止开关说明控制继电器Kl控制继电器K2控制继电器K34 PLC程序流程(见图2)根据控制要求，水位到S l时启动一台水泵运行，水位到S2时启动两台水泵运行，到报警水位时三台泵全部投入运行，水位回落到SO时停止水泵运行，三台水泵运行时间均衡，特设计出如图2程序流程【31。现分析如下：图2 PLC程序流程图PLC通电后，由其第一个扫描周期内接通的特殊位寄存器SM01将M00置位，为自动运行做准备，当SA在自动位置(io4接通)，且水位超过Sl时，如按动自动启动按钮则105接通，M00复位为零，MO1置位激活，K l得电吸合，第一台水泵投入运行，如这时水位超过了S2，则M01复位为零，M02置位，继电器K1，K2得电，O23456丑m卫nmmmmmm输q姒q万方数据经验交流自动化技术与应用201 0年第29卷第5期TechnicaI Communications第一，二台水泵投入运行，如水位超过了报警水位S3，则M02复位，M03置位，第一，二，三台水泵投入运行；如在M01状态激活，K1运行一段时间后，水位下降到停泵水位，S0为OFF，则其反状态为l，M01复位，M05激活，Ki失电，水泵停止运行，再过一段时间如水位上升到开第一台水泵Sl时，则M05被复位，M06激活，K2得电，物理意义上的第二台水泵作为第一台水泵投入运行。只有在雷雨季节集水井中水位才有可能超过报警水位S3，也就是说，M03，M12，M17被激活的几率不高，一般情况下最多只有两台水泵运行。从下面流程图中我们可以看出，当水位升到需要开第一台水泵或第二台水泵时，程序总是会选择。下一台没有开过的水泵”，而这个下一台不是固定的，是在物理意义上的第一台，第二台，第三台水泵间轮流，由PL C来根据上一次运行情况判断决定得出，这样，实际上就成了三台水泵互为备用，合理有效地利用了资源。在梯形图程序中从M01到M02状态转换时有一个延时接通时间计时器，延时时间10秒，从M02到M03也有一个延时接通计时器，延时也是1 0秒，加这两个延时计时器的目的是以防当系统开始投入运行时，如集水坑中的水位超过S2，S3的话，二台，三台水泵会同时起动运行。5$7200梯形图程序(见图3)该泵站控制程序主要以复位置位指令编写，由于全部梯形图程序篇幅太长，不便于在此全部列出。本文以图2中状态M15，M16，M17，M20，M06之间转换为例来说明，见所附梯形图程序(图3)。当M15是激活状态时，K3，K1工作，这时如水位降到停泵水位时，M15复位，M16激活，K3，K1停止工作，从流程图中可以看出，M 16激活时没有水泵工作；当M15激活时，如水位继续上升到报警水位时，则M17激活，M15复位，三台水泵全部投入运行。M16激活时，如水位上升到开一台泵水位，则M16复位，M06激活，开启一台“上一次没有运行过的水泵”。在M17激活时，如水位降到停泵水位，则M17复位，M20激活，停止水泵运行。在M 20激活时，如水位上升到开启一台水泵水位时，M20复位，M06激活，开动一台。上一次没有运行过的水泵”。图3 S7200梯形图程序6 结束语本文论述的是基于P L C的污水泵站污水泵水位开关自动控制系统，针对污水泵站在处理备用水泵运行方式方面，本文软硬件设计合理，实用性强，做到了让三台水泵轮流做备用水泵，消除了备用水泵长期在水中不运行带来的种种不利因素；本文所做的程序已在西门子$7200模拟器上进行了模拟，完全达到互为备用要求