PLC控製櫃在水泵站（zhàn）控製係統中的應（yīng）用案例

發（fā）布日期：2012-11-12 13:46  瀏覽次數：

一、係統概（gài）述

   根據某總部基地雨水泵站的規模及工藝要求，結合多（duō）年來南京康卓環境科技有限公司在水處理行業及多個泵站建設的成熟技術和豐富經驗，我們設計使（shǐ）用HMI+PLC係統為本次項目的自動化（huà）係統構成，再通過和其他各種外設的連接，從而實現對整（zhěng）體排水工藝的全（quán）過程自動化控製係（xì）統，並按照預定的程序對現場設備實現（xiàn）全方位的控製以及信號（hào）的采集和傳輸。

                                     圖示2.1 控製原理示意圖

如上圖所示，在現場控製層，現場各設備（bèi）信號輸入PLC的開關量輸入模塊（DI模塊），PLC的CPU通過邏輯（jí）運算和數據轉換成為控製信號，由開關量輸出模塊（DO模塊）輸出信號，控製各泵動作。另外通過超聲波液位計對係統的水位進行測量，並（bìng）將所測的數據傳輸至（zhì）PLC的模擬量輸入模塊（AI模塊），PLC根據從觸摸屏上設定的各項參數（各液位的高度）實現對係統的全自動控製。由上圖可知，在現（xiàn）場控製層的所有信號的采集和傳輸全部通過PLC控製櫃來實現。

二、係統控製邏輯功能

係統（tǒng）的仿真圖（顯示在PLC控製（zhì）櫃的觸摸（mō）屏上）如上圖所示。主要控製設備為四台水泵，編號如上圖依次編（biān）號。一台超聲波液位（wèi）計，用於測量實時液位作為自動控製信號。畫麵顯示當前液位的測量值，設定的六個液位的設定值（zhí），及是否到達該液（yè）位（“液位指示”下方的指示燈）。同時可選擇顯示各水泵運（yùn）行的時間累積。

控製方式，本係統控製方式分為：就地控製、集中手動控製、集（jí）中自動（dòng）控製（zhì）。

1、 就地控製：此控製模（mó）式下，各泵（bèng）控製櫃的模式開關在就地狀態，各泵的啟停互不關聯，啟停（tíng）操作在各泵對（duì）應的控製（zhì）櫃上點動按鈕操作。此模式下PLC櫃上的（de）觸摸屏僅顯示狀態，不參與控製，對應的控製按鈕無效。

2、 集中手動控製：此控製模式下，各泵控製櫃的模式開關（guān）在遠方狀態，各泵的啟停互不關聯，啟停操作在PLC櫃（guì）上的觸摸屏上點動相應按（àn）鈕執行。同時觸摸屏上顯示（shì）各泵的工作狀（zhuàng）態。

3、 集中（zhōng）自動控製（zhì）：此控製模式（shì）下，各泵控製櫃的模式（shì）開關在遠方狀態，各泵的啟停不受人（rén）為控製，泵的狀態由PLC內（nèi）設定的程序（xù）及參數自行控製。觸摸（mō）屏（píng）上顯示各泵的工作狀態。

4、 係統（tǒng）自動模式詳細分解：首先確定係統處於集中自動（dòng）控製（zhì）模式下。確認6個液位的設置參數符合實際要求（qiú）（液位（wèi）設（shè）定（dìng）在“參數設定”頁麵設定，該頁（yè）麵（miàn）不再附圖）。係統根據（jù）實際測量的液位自動運行，運行模式如下：

1）、液（yè）位一液位較低，為保護（hù）水泵（缺水保護），當水位由（yóu）高水位回落至此水位以下時，係統自動停泵（bèng）。

2）、液位（wèi）二（èr）高於液位一，為啟動一台泵的信號。

3）、液位三高於液（yè）位二，液位由液位二升至液位三，係統自動啟動第二台泵。

4）、液位四（sì）高於液位三，液位由液位三升至液位四，係統自動啟動第三台泵。

5）、液（yè）位五（wǔ）高於液位四，液位由液位四升至液位五，係統自動啟動（dòng）第（dì）四台泵。

6）、液位六（liù）為（wéi）較高液位，液位由液位五升至液位六，係統發出（chū）聲光報警信號。提醒用戶液位超高（警戒水位報警）。

7）先進（jìn）、二、三、四台泵並非對應1#、2#、3#、4#泵。係統根據啟動（dòng）的次數自（zì）動輪換起泵，先進次（cì）起泵（bèng）先進、二、三、四台（tái）泵對應泵為1#、2#、3#、4#泵。第二次起泵先進、二、三（sān）、四（sì）台泵對應泵為（wéi）2#、3#、4#、1#泵。第三次起（qǐ）泵（bèng）先（xiān）進、二、三、四台泵對應（yīng）泵為3#、4#、1#、2#泵。第四次起泵先進、二、三、四台泵對應泵為4#、1#、2#、3#泵。當（dāng）其中的（de）一台泵發生（shēng）故障（zhàng）時（shí），立即切換下一台泵自動投入運行。

8）、液位是否到達的（de）狀態由液位指示燈顯示，藍色表示未到達，紅色表示到達。液位的設定值由每液位指示（shì）燈右（yòu）側的數值顯示器顯示。

9）、無論控製模式處於何種模式，各泵的運行都進行累計計時，計時時間顯示在如（rú）圖所示的控製櫃右側。

三、係統選型

在（zài）整個監控係統的“心髒（zāng）”——工（gōng）業可編程控製器PLC的選型（xíng）方麵，我們經（jīng）過反複、多次地比較發現，西門子公司的S7-200係列PLC正是我們所追求的高性（xìng）價比的PLC產品：

性（xìng）能可靠：性能上完全滿足和超越設計要（yào）求；

使用成熟：在供排水行業，電力、汙水處理等行業應用；

性價比高：與其他公司PLC相（xiàng）比；具（jù）有品牌和質量優（yōu）勢；價格適中；

網絡功能強大：這也是品牌的特點和優勢（shì）；

升級方便：從技術上可以隨（suí）時升級和代。

四、係統功能

本控製係統具有（yǒu）保護、控製、測量、信號（hào）采集及故障記錄等功能，這些保護按常規配置，控製有手動和自動控製功能，具有聯鎖裝置。測量包（bāo）括電氣測量和（hé）非電（diàn）氣測量。信號（hào）采集（jí）主（zhǔ）要是保護裝置的動作信號、設備故障信號及其它接點信號。

控製（zhì）係統采用可編程序控（kòng）製器PLC進行數據采（cǎi）集和係統控製。控製係（xì）統應對整個係統進行集中監視、管理、自動順序控（kòng）製，並可實現遠方（fāng）手動（dòng）即軟（ruǎn）手動操（cāo）作。

控製方式使用一台（tái）觸摸顯示（shì）器操作站作為操作平台。通過觸摸顯（xiǎn）示器畫麵整個泵站進行監視和控製，淘汰了傳統的儀表盤台和按鈕控製。所有運行參數、報（bào）警信號均應能打印記錄。

係統采用自動程序（xù）控製、就地操作相結合的控製方式。圖（tú）控軟件能顯示整（zhěng）個泵站的工藝流程及測（cè）量參數、控製方式、順（shùn）序運行狀態、控製對（duì）象狀態等，並能對（duì）參數進行成組顯示、趨勢曲線顯示和棒圖（tú）顯示。當參數越限報（bào）警、控製對象故障或狀態變化時，能以不同顏色進行顯（xiǎn）示。

係統中硬件方麵（miàn）的所有模件是插接式（shì）的，便於更換。係統中任一模件的故（gù）障，不影響其他模件的（de）運（yùn）行。係統具有自診斷功能，診斷至（zhì）I/O模（mó）件級。在程控係統故障時，能及時給（gěi）出LED自（zì）診斷故障顯示和音響報警。

軟件（jiàn）方麵，其操作界麵簡單明了（le），仿真效果好，所有電機成顏色、動態顯示其狀態，管路有水流效果，液麵有（yǒu）升降效果。操作人員能夠及時查詢一次設備狀態，並可（kě）以人工打（dǎ）印（yìn）、存儲數據。能夠顯示事件信息，事件列表，並提供了各種查詢手段（duàn），還可（kě）以進行（háng）人工置數操作，報警確（què）認操作（zuò），可以顯示在線（xiàn）曲線和曆史曲線，顯示曆史報表，並且能（néng）夠打印。