基于PLC的污水泵站自動控制系統(tǒng)
污水提升泵站是城市污水進入污水處理廠后第一 道處理環(huán)節(jié),提升污水,給污水增加勢能,后續(xù)工藝才能 進行下去;城市污水管網(wǎng)星羅棋布,也得靠污水提升泵站 來保證污水正常流淌。目前污水泵站水泵的自動控制 一種是在集水井安裝超聲波液位計,超聲波液位計將集 水井中的水位信號送給PLC,由PLC自動控制水泵的運 行,另外一種控制方式是在集水井中安裝水位開關(guān),將水 位開關(guān)信號送給PLC,到預(yù)先設(shè)置好的水位后自動開/停污水泵。污水泵站一般都配有備用水泵,以保證有 水泵檢修時能確保污水的正常提升。備用水泵如果長 期在集水井中不運行,則電機的絕緣電阻會下降,影響 水泵的正常運行及壽命。本文討論了一種污水泵站水 位開關(guān)自動控制系統(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行,從一段較長時間來看,幾臺 泵運行時間均衡,起到了幾臺泵互為備用的效果,并做出了電氣控制線路(見圖I),PLC梯形圖程序流程圖(見圖2)。
某泵站配置如下:有三臺同等容量的污水泵1號,2 號,3號,其中兩臺水泵的額定抽水能力能滿足正常情況 下最大污水量要求。三臺水泵兩用一備,只有在雷雨季 節(jié)才有可能三臺水泵同時工作。
SO,SI,S2,S3為水位開關(guān),當浸入水中時為ON,無 水時為OFF狀態(tài)。,S0為停泵水位,S1為啟動一臺水泵 運行水位,S2為啟動兩臺水泵運行水位,S 3為報警水 位,當水位達到S3時,三臺水泵同時投入運行。
2 系統(tǒng)控制要求
1)當水位到達S1時,啟動一臺水泵運行,水位到達 S2時啟動兩臺水泵運行,水位到達報警水位S 3時三臺水泵一起運行,水位回落到SO時,相應(yīng)停止一臺泵,二臺泵及三臺泵。
2)由于兩臺泵的額定抽水量已滿足了正常情況下的最大負載,也就是說,一般情況下,最多只有兩臺水泵運行,只有在雷雨季節(jié)時才可能三臺水泵同時運行。要 求三臺水泵實際運行時間盡量均衡,不能讓某一臺泵在水中長期不運行,那樣的話,會影響該泵的使用壽命的。
3 水泵電氣控制配置(見圖1)
圖l中,SA為水泵運行方式選擇開關(guān),可在手動、 PLC自動、及停止間轉(zhuǎn)換,TA,QA為水泵手動運行時啟動及停止按鈕。當SA選在手動運行方式時,可以通 過按動相應(yīng)的Q A,T A按鈕來啟動及停止某臺水泵。 QBD為水泵綜合保護裝置,用來檢測水泵油室密封,電纜室密封,軸承溫度,電機繞組溫度等,每個水泵配有一 只。控制回路上電后,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的常開點就吸合,其常閉點斷開。在水泵運行中如檢測到上述一個或多個部位不正常,則QBD的常開點就斷開CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有,長閉閉合,水泵在手動及自動方式下都不允許工作CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有,需維護人員吊泵檢查維修好后才允許運行。
本水泵控制系統(tǒng)PLC選用德國西門子200系列S7— 224,西門子是國際知名的跨國公司,其PLC產(chǎn)品是國際上主流產(chǎn)品,200系列PLC結(jié)構(gòu)緊湊,性能可靠,功能指令強大,存儲容量大,抗干擾能了強,是各種小型控制任務(wù)的首選產(chǎn)品。PLC控制器I/O分配
4 PLC程序流程(見圖2)
根據(jù)控制要求,水位到S l時啟動一臺水泵運行,水位到S2時啟動兩臺水泵運行,到報警水位時三臺泵全 部投入運行,水位回落到SO時停止水泵運行,三臺水泵 運行時間均衡,特設(shè)計出如圖2程序流程。
現(xiàn)分析如下:
PLC通電后,由其第一個掃描周期內(nèi)接通的特殊位 寄存器SM0.1將M0.0置位,為自動運行做準備,當SA 在自動位置(io.4接通),且水位超過Sl時,如按動自動啟 動按鈕則10.5接通,M0.0復(fù)位為零,MO.1置位激活, K l得電吸合,第一臺水泵投入運行,如這時水位超過了 S2,則M0.1復(fù)位為零,M0.2置位,繼電器K1,K2得電,第一,二臺水泵投入運行,如水位超過了報警水位S3,則 M0.2復(fù)位,M0.3置位,第一,二,三臺水泵投入運行;如 在M0.1狀態(tài)激活,K1運行一段時間后,水位下降到停 泵水位,S0為OFF,則其反狀態(tài)為l,M0.1復(fù)位,M0.5激 活,Ki失電,水泵停止運行,再過一段時間如水位上升到 開第一臺水泵Sl時,則M0.5被復(fù)位,M0.6激活,K2得 電,物理意義上的第二臺水泵作為第一臺水泵投入運 行。只有在雷雨季節(jié)集水井中水位才有可能超過報警 水位S3,也就是說,M0.3,M1.2,M1.7被激活的幾率不 高,一般情況下最多只有兩臺水泵運行。從下面流程圖 中我們可以看出,當水位升到需要開第一臺水泵或第二 臺水泵時,程序總是會選擇。下一臺沒有開過的水泵”, 而這個下一臺不是固定的,是在物理意義上的第一臺, 第二臺,第三臺水泵間輪流,由PL C來根據(jù)上一次運行 情況判斷決定得出,這樣,實際上就成了三臺水泵互為備用,合理有效地利用了資源。
5 結(jié)束語
本文論述的是基于P L C的污水泵站污水泵水位開 關(guān)自動控制系統(tǒng),針對污水泵站在處理備用水泵運行方 式方面,本文軟硬件設(shè)計合理,實用性強,做到了讓三臺水泵輪流做備用水泵,消除了備用水泵長期在水中不運 行帶來的種種不利因素;本文所做的程序已在西門子 $7200模擬器上進行了模擬,完全達到互為備用要求。