排水泵站中的PLC控制系統應用探究

陳沖

摘要：排水泵站是市政建設與工程管理的重要存在，其具有排水防澇的價值，排水泵作為站內主要的作業設備必須不斷更新裝置，提高排水泵的實用性和可操作性。目前泵站中排水泵大多被單級常規繼電器控制，這種管控系統缺乏自我診斷能力，啟動速度慢且定值修改不便，因此難以滿足社會要求。PLC控制系統在傳統單級常規繼電器的基礎上引入了微電子技術與自動控制技術，具有智能化和自動化的優點，適用范圍廣且可操作性強，若能通過研究將PLC控制系統與排水泵有機結合起來必能推動排水泵站的進一步發展，進而為城市基建提供幫助。

關鍵詞：排水泵 PLC控制系統 應用

引言：

隨著計算機技術與網絡通信技術的交互發展，衍生出大量的新興技術，這些技術無一不改變著人類生產生活，PLC控制系統集合了當前智能化、自動化技術，作為一種新型工業控制裝置，它可以取代傳統繼電器建立柔性遠程控制系統，并在微電子技術的輔助下執行邏輯、計時、計數等順序控制功能。為了進一步說明排水泵中PLC控制系統的應用，必須不斷進行分析研究，通過探究為技術進步提供理論依據。

一、排水泵站中PLC控制系統的組成及控制要求

PLC控制系統內部一般采用循環掃描完成工作，在城市排水泵站中其控制系統主要由水位監測系統、主機控制系統、儀器啟動系統組成，幾大模塊相互串聯共同作業，在工作中必須滿足五個控制要求：第一，排水泵站中的水泵控制開關需按照不同的工作方式選擇就地或遠程控制功能;第二，通過檢測泵站中的水位差，確定泵機的工作狀態，使自動循環系統能不間斷作業;第三，為了降低應用風險提高安全系數，可在排水泵中加裝軟啟動裝置，降低儀器啟動時對電網、電機的沖擊;第四，系統無功功率因數補償實現就地自動補償控制;第五，PLC控制系統可以利用可編程序控制器實現對整個泵站泵機的監控，并自動記錄水位、運行狀態，及時預警[1]。

二、排水泵站中PLC控制系統硬件系統構成

（一）配電部分

目前我國大部分泵站中會采用雙電源供電回路完成配電裝置，開關柜型為GCK，通過綜合多種配電設備來保證供電的可靠性，同時根據地方城市排水泵站的設計特點，可采用水泵電機一主一備的工作方式，相互協同工作，譬如確定主斷路器和饋電分支斷路器后購置一臺120kw的電機拖動水泵抽水，這樣可以大幅度提高PLC控制系統的功率因數，這一點是傳統繼電器不具備的優勢。

（二）主接線方案設計

排水泵站中的PLC控制系統所耗費功率較大，因此在設計之初必須充分考慮儀器啟動系統的應用性，為了降低啟動時對電機、電網的沖擊，可以選擇一些具備軟啟動器的電機，譬如施耐德電氣中的ATS轉矩控制，它可以在電流啟動之初就根據泵機的運轉情況選擇恰當的額定電流，有時還可以加速斜坡時間用于保護泵機，提高電機的使用壽命。這種軟啟動器具備故障檢測、預警輸出的功能，屬于雙向交互裝置，而傳統繼電器只能發揮單級作用。另外，由于電源的進線柜和排水泵的啟動開關設置在配電室中，因此選擇串聯電路是最省時、最便捷的方法，主接線回路經過串聯可實現一臺啟動器帶一臺電機的復制，在PLC控制系統的管控范圍內啟動任意一臺電機都可以做到啟動器與電機的相互配合、相互備用，啟動結束后接觸器可連接出現兩端，使啟動器推出運行裝置。

（三）工作方式

按照PLC控制系統的運作方式可將工作方式分為手動和自動兩種。

1、手動方式

軟啟動器能維護PLC控制系統在啟動時的安全，所以它的工作模式相當于一拖二加一臺軟啟動器備用，在此情狀下我們可將軟啟動器設置為手動方式，就會根據模塊出現兩種選擇方式，由一個啟動器居主導工作狀態，另一個作為備用使用。手動具有可操作性，換言之，在手動開關選擇的方式下，可以實現對配電柜和電機水泵機組的系統控制，便于工作人員整體調試管理，而傳統繼電器無法實現集約化管理，它的調試及控制系統不能形成管理回路。

2、自動方式

某些系統可以通過手動完成調配，但是從排水泵站的整理來講，需要有綜合管理的自動方式提高系統的集約性。軟啟動器與電機互為備用，在計算機技術與自動化電子技術的輔助下可以出現較強的抗干擾能力，在自動化設備的選擇上也應選擇集成程度高的自動化控制單元系統。譬如，選取設備的中央處理模塊可選用西門子中的S7-200系列PLC作為自動化監控的核心單元，數字量輸入模塊可選用EM221CN，輸出模塊可選用EM222CN[2]。

（四）水位檢測方案

在PLC控制系統中水位檢測的方式包括水位浮子開關、水深傳感器、超聲波液位計等，這些檢測裝置各有利弊，第一種水位浮子開關的開關安裝相對于另外兩種多有不便，并且需要同時安裝多個開關裝置才能實現水位檢測，后兩種雖在安裝操作上多有便捷，但價格昂貴。其中新型的水位控制器可以將探頭插入不同水池中，利用水的弱導電性可充分了解水池中的積水程度，工作人員接收指令即可了解水位檢測情況，進而為后續工作奠定基礎。

三、排水泵站中PLC控制系統軟件系統設計

一般軟件系統的選擇要根據硬件系統的配型決定，目前適用于排水泵站PLC控制系統的軟件程序非常多，大部分程序編輯器既可以在要求的編程器上運行，也可以在普通的PC終端運行，軟件系統大多由設定程度模塊、運行程序模塊和中斷功能程序模塊組成，每一模塊會根據指令進行不同的操作。譬如設定程度可用于功能選擇和定值設置，進而實現軟件的先期把控。這些操作功能是傳統繼電器所不具備的，因此PLC控制系統必將替代單級常規繼電器[3]。

四、結語

綜上，我們對排水泵站中PLC控制系統的應用有了簡單認識，PLC控制系統是一項較為復雜的工程，在設計與實施上具備碎片化與細節化內容，為了不斷提高其應用價值，需要進一步加強數據的分析，用既定的程序推動工程的建設，使PLC控制系統具備更強的兼容性，其程序的實用性和可操作性也能得到進一步發展。本文通過對排水泵站中PLC控制系統硬件系統構成、排水泵站中PLC控制系統軟件系統設計進行了簡單探析，隨著技術的不斷進步必然有更多值得分析的技術出現，我們應立足當下，不斷創新，推動地方排水泵站建設。

參考文獻：

[1]吳秀麗.排水泵站中的PLC控制系統應用[J].機電工程技術，2017（03）：102-105.

[2]宋杰，肖興明，張憲鋒，等.煤礦井下排水泵站的監控系統設計[J].煤礦機械，2016（05）：844-846.

[3]王瑞，許曉平.基于PLC的立交橋排水泵站自動控制系統設計[J].機械工程與自動化，2017（01）：135-137.