基于PLC的污水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)

1 引言
污水提升泵站是城市污水進(jìn)入污水處理廠后第一 道處理環(huán)節(jié)，提升污水，給污水增加勢(shì)能，后續(xù)工藝才能 進(jìn)行下去；城市污水管網(wǎng)星羅棋布，也得靠污水提升泵站 來(lái)保證污水正常流淌。目前污水泵站水泵的自動(dòng)控制 一種是在集水井安裝超聲波液位計(jì)，超聲波液位計(jì)將集 水井中的水位信號(hào)送給PLC，由PLC自動(dòng)控制水泵的運(yùn) 行，另外一種控制方式是在集水井中安裝水位開(kāi)關(guān)，將水 位開(kāi)關(guān)信號(hào)送給PLC，到預(yù)先設(shè)置好的水位后自動(dòng)開(kāi)／ 停污水泵【l I。污水泵站一般都配有備用水泵，以保證有 水泵檢修時(shí)能確保污水的正常提升。備用水泵如果長(zhǎng) 期在集水井中不運(yùn)行，則電機(jī)的絕緣電阻會(huì)下降，影響 水泵的正常運(yùn)行及壽命。本文討論了一種污水泵站水 位開(kāi)關(guān)自動(dòng)控制系統(tǒng)，在本文所做的自控系統(tǒng)中，備用 泵跟其它泵一樣投入運(yùn)行，從一段較長(zhǎng)時(shí)間來(lái)看，幾臺(tái) 泵運(yùn)行時(shí)間均衡，起到了幾臺(tái)泵互為備用的效果，并做出了電氣控制線(xiàn)路(見(jiàn)圖I)，PLC梯形圖程序流程圖及部 分梯形圖程序(見(jiàn)圖2，圖3)。
某泵站配置如下：有三臺(tái)同等容量的污水泵1號(hào)，2 號(hào)，3號(hào)，其中兩臺(tái)水泵的額定抽水能力能滿(mǎn)足正常情況 下最大污水量要求。三臺(tái)水泵兩用一備，只有在雷雨季 節(jié)才有可能三臺(tái)水泵同時(shí)工作。
SO，SI，S2，S3為水位開(kāi)關(guān)，當(dāng)浸入水中時(shí)為ON，無(wú) 水時(shí)為OFF狀態(tài)．，S0為停泵水位，S1為啟動(dòng)一臺(tái)水泵 運(yùn)行水位，S2為啟動(dòng)兩臺(tái)水泵運(yùn)行水位，S 3為報(bào)警水 位，當(dāng)水位達(dá)到S3時(shí)，三臺(tái)水泵同時(shí)投入運(yùn)行。
2 系統(tǒng)控制要求
1)當(dāng)水位到達(dá)S1時(shí)，啟動(dòng)一臺(tái)水泵運(yùn)行，水位到達(dá) S2時(shí)啟動(dòng)兩臺(tái)水泵運(yùn)行，水位到達(dá)報(bào)警水位S 3時(shí)三臺(tái) 水泵一起運(yùn)行，水位回落到SO時(shí)，相應(yīng)停止一臺(tái)泵，二臺(tái) 泵及三臺(tái)泵。
2)由于兩臺(tái)泵的額定抽水量已滿(mǎn)足了正常情況下的最大負(fù)載，也就是說(shuō)，一般情況下，最多只有兩臺(tái)水泵運(yùn)行，只有在雷雨季節(jié)時(shí)才可能三臺(tái)水泵同時(shí)運(yùn)行。要 求三臺(tái)水泵實(shí)際運(yùn)行時(shí)間盡量均衡，不能讓某一臺(tái)泵在 水中長(zhǎng)期不運(yùn)行，那樣的話(huà)，會(huì)影響該泵的使用壽命的。
3 水泵電氣控制配置(見(jiàn)圖1)

圖l中，SA為水泵運(yùn)行方式選擇開(kāi)關(guān)，可在手動(dòng)、 PLC自動(dòng)、及停止間轉(zhuǎn)換，TA，QA為水泵手動(dòng)運(yùn)行時(shí) 啟動(dòng)及停止按鈕。當(dāng)SA選在手動(dòng)運(yùn)行方式時(shí)，可以通 過(guò)按動(dòng)相應(yīng)的Q A，T A按鈕來(lái)啟動(dòng)及停止某臺(tái)水泵。 QBD為水泵綜合保護(hù)裝置，用來(lái)檢測(cè)水泵油室密封，電 纜室密封，軸承溫度，電機(jī)繞組溫度等，每個(gè)水泵配有一 只?？刂苹芈飞想姾?，如果水泵油室密封正常，電纜室 密封正常，軸承溫度及繞組溫度正常，則QBD的常開(kāi)點(diǎn) 就吸合，其常閉點(diǎn)斷開(kāi)。在水泵運(yùn)行中如檢測(cè)到上述一 個(gè)或多個(gè)部位不正常，則QBD的常開(kāi)點(diǎn)就斷開(kāi)CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，長(zhǎng)閉閉 合，水泵在手動(dòng)及自動(dòng)方式下都不允許工作CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，需維護(hù)人 員吊泵檢查維修好后才允許運(yùn)行。
本水泵控制系統(tǒng)PLC選用德國(guó)西門(mén)子200系列S7—224，西門(mén)子是國(guó)際知名的跨國(guó)公司，其PLC產(chǎn)品是國(guó)際 上主流產(chǎn)品，200系列PLC結(jié)構(gòu)緊湊，性能可靠，功能指 令強(qiáng)大，存儲(chǔ)容量大，抗干擾能了強(qiáng)，是各種小型控制任 務(wù)的首選產(chǎn)品【21。
PLC控制器I／O分配

4 PLC程序流程(見(jiàn)圖2)
根據(jù)控制要求，水位到S l時(shí)啟動(dòng)一臺(tái)水泵運(yùn)行，水 位到S2時(shí)啟動(dòng)兩臺(tái)水泵運(yùn)行，到報(bào)警水位時(shí)三臺(tái)泵全 部投入運(yùn)行，水位回落到SO時(shí)停止水泵運(yùn)行，三臺(tái)水泵 運(yùn)行時(shí)間均衡，特設(shè)計(jì)出如圖2程序流程【31。