PLC在水泵自動化監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

馮海軍

（甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心，甘肅 白銀 730400）

1 引言

水泵自動化監(jiān)控系統(tǒng)在保證水資源合理利用方面發(fā)揮著不可替代的作用。為了能夠?qū)⒆饔煤蛢r值充分發(fā)揮出來，可以將PLC 技術(shù)應(yīng)用到系統(tǒng)中，借助PLC 技術(shù)所具備的靈活性和可靠性，提升水泵運行效果。而如何才能將PLC 技術(shù)合理應(yīng)用到水泵自動化監(jiān)控系統(tǒng)中，是技術(shù)人員需要關(guān)注的一個核心問題。

2 PLC 與水泵自動化監(jiān)控系統(tǒng)

2.1 PLC

PLC 指可編程邏輯控制器，是一種專門針對工業(yè)環(huán)境設(shè)計的一種可以自主變成存儲器，內(nèi)部可以存儲各種操作指令，配合數(shù)字式或模擬式輸入輸出，實現(xiàn)對機械設(shè)備或生產(chǎn)過程的有效控制。PLC 具備編程簡單、組態(tài)靈活、可靠性高、運行高效特點。主要結(jié)構(gòu)有3 部分：

1）CPU 模塊。在PLC 中會設(shè)置1 個或多個CPU，CPU 能夠?qū)崿F(xiàn)對于信息接收和存儲，然后，對照接收信息分析明確電路工作狀態(tài)，判斷編程期間是否存在有語法方面的錯誤。CPU在進行實時數(shù)據(jù)采集過程中，能夠?qū)?shù)據(jù)進行掃描，同時將數(shù)據(jù)存儲到寄存器內(nèi)。

2）I/O 模塊。這也是PLC 與外界保持數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵所在，通過對I/O 點數(shù)的合理應(yīng)用，能夠完成對模塊數(shù)量和規(guī)格的控制。在PLC 中，雖然模塊數(shù)量并不固定，但是，因為底板和機架槽數(shù)限制，需要合理確定I/O 模塊的最大數(shù)量。

3）電源模板。結(jié)合PLC 實際情況分析，電源模塊功能是為集成電路提供相應(yīng)電源支撐，部分電源模塊也可以同時為輸入電路提供工作電源，電源電壓為24 V[1]。

2.2 水泵自動化監(jiān)控系統(tǒng)

水泵自動化監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)λ迷谶\行中的各種數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控，為水泵穩(wěn)定可靠運行提供良好支撐，也能夠?qū)ζ髽I(yè)用電情況進行分析。借助計算機與計算機之間結(jié)合，還可以實現(xiàn)對系統(tǒng)進行遠程監(jiān)控，工作人員需要及時監(jiān)控信息進行分析，將分析得到的內(nèi)容傳輸?shù)剿米詣踊O(jiān)控系統(tǒng)，以此來對水泵轉(zhuǎn)速和流量有效控制[2]。

3 PLC 在水泵自動化監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 明確工作原理

從本質(zhì)上而言，水泵自動化監(jiān)控系統(tǒng)依然屬于控制裝置，將PLC 應(yīng)用到水泵自動化監(jiān)控系統(tǒng)中，能夠強化系統(tǒng)對水泵的控制效果，更好地對水泵運行中水的流速和流量進行控制，保持水壓穩(wěn)定。作為水泵自動化監(jiān)控系統(tǒng)中一個重要組成部分，PLC 關(guān)鍵在于PID 控制器，能夠就水泵自動化監(jiān)控系統(tǒng)運行中的壓力參數(shù)進行計算，在相應(yīng)工作模式和工作狀態(tài)下，系統(tǒng)可以根據(jù)實際情況完成對水泵的自我疏導(dǎo)。工作人員可以利用觸摸屏實現(xiàn)對PLC 參數(shù)信息的修改，使PLC 可以更好地滿足系統(tǒng)運行需求，保證水泵運行穩(wěn)定性的同時，提高質(zhì)量和工作效率[3]。

3.2 優(yōu)化工作流程

要將PLC 合理地應(yīng)用到水泵自動化監(jiān)控系統(tǒng)中，要求技術(shù)人員必須對相應(yīng)工作流程進行優(yōu)化：

1）應(yīng)切實做好對于水位實時監(jiān)測，依照水位變化情況和變化趨勢，給出正確操作指令，為水泵自動化監(jiān)控系統(tǒng)運行提供參照，確保水泵穩(wěn)定可靠運行。應(yīng)明確參數(shù)的真實性和準確性會影響系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，在就水位進行實時監(jiān)測的過程中，可以借助水位傳感器來將水位數(shù)值變化傳輸?shù)絇LC 中，配合顯示屏將參數(shù)信息直觀呈現(xiàn)出來。

2）在水泵自動化監(jiān)控系統(tǒng)中，電機運行存在能耗高的缺陷，而且較大的容量使電機對系統(tǒng)整體運行穩(wěn)定性和安全性有著非常嚴格的要求。對于一些長期閑置或存在異常及故障的電機，工作人員需要對其進行檢查，確認電機狀態(tài)良好后才能將其投入使用，如果檢查結(jié)果表明電機存在故障或異常，則應(yīng)先對其進行維修處理，避免直接應(yīng)用在水泵自動化監(jiān)控系統(tǒng)中。另外，在實施水位檢測工作過程中，應(yīng)將水位參數(shù)、排水量參數(shù)以及水泵壓力等參數(shù)全部傳輸?shù)絇LC 中，配合顯示屏完成參數(shù)實時顯示，再借助相應(yīng)計算機終端和網(wǎng)絡(luò)，能夠進一步就資源分布情況進行明確。

3）應(yīng)做好常見故障的預(yù)防工作，在水泵正常運行情況下，技術(shù)人員應(yīng)做好水泵電壓、水位情況以及水流狀況監(jiān)督控制，制定出具備良好可行性和可靠性的故障預(yù)防體系，就水泵自動化監(jiān)控系統(tǒng)中存在的不足和問題進行分析預(yù)測，采取有效措施來將故障問題控制在允許范圍內(nèi)，保證水泵運行效果[4]。

3.3 實施故障保護

PLC 不僅能夠?qū)崿F(xiàn)編程控制，還具備較好的故障保護功能，將應(yīng)用到水泵自動化監(jiān)控系統(tǒng)中，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，PLC 會自動發(fā)出相應(yīng)的報警信息，屏幕上也會將故障信息直觀顯示出來，而當工作人員對故障進行消除后，報警信息會自動消失。從實際應(yīng)用角度，PLC 故障保護功能保護項包括以下幾點：

1）真空柜保護，在發(fā)生真空開關(guān)柜無法分閘、跳閘或過流問題時，會自動提供保護；

2）電動閥保護，包括電動閥開過轉(zhuǎn)矩保護、電動閥關(guān)過轉(zhuǎn)矩保護、電動閥過載保護等；

3）電機保護，如電機電流過小保護、電機過度振動保護；

4）水泵保護，包括水泵軸承高溫保護、水泵劇烈震動保護。

當PLC 檢測到上述保護項出現(xiàn)異常后，會自動發(fā)出報警信息，提醒工作人員注意，工作人員則需要依照系統(tǒng)報警情況，對故障問題和異常狀況進行排查，給出具體有效的解決措施[5]。

3.4 做好啟動管理

當水泵腔內(nèi)無水時，啟動會受到一定影響，因為空氣密度比水密度小，即便是在滿轉(zhuǎn)速運行的情況下，水泵也很難將水吸入泵腔中，而且在沒有水的情況下，填函中設(shè)置密封填料會與水泵軸體產(chǎn)生干摩擦，引發(fā)熱咬合問題，影響水泵正常運轉(zhuǎn)，嚴重時甚至可能造成故障。因此，在水泵啟動前，需要進行抽真空或自動注水工作。

3.5 強化觀念認識

工作人員必須認識到PLC 的重要性，形成對優(yōu)勢和特點合理認知。有關(guān)部門應(yīng)做好對工作人員的教育培訓(xùn)，確保工作人員能夠了解PLC 結(jié)構(gòu)、使用特點和注意事項，能夠重視PLC在水泵自動化監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，把握好系統(tǒng)優(yōu)勢。另外，應(yīng)在單位內(nèi)部做好相應(yīng)的宣傳工作，形成良好的工作環(huán)境和工作氛圍，對工作人員產(chǎn)生潛移默化的影響，能夠認識到PLC 作用。

4 結(jié)語

將PLC 應(yīng)用到水泵自動化監(jiān)控系統(tǒng)中，能夠利用PLC 所具備的優(yōu)勢保證水泵自動化監(jiān)控系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，也可以及時找出水泵自動化監(jiān)控系統(tǒng)在運行中存在的不足和問題，對問題進行分析和解決，提升水泵運行效果的同時，為水利事業(yè)健康發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。