基于PLC的污水泵站自動控制系統(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(yùn) 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【l I。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(yùn)行，則電機(jī)的絕緣電阻會下降，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(yùn)行，從一段較長時間來看，幾臺 泵運(yùn)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梯形圖程序流程圖及部 分梯形圖程序(見圖2，圖3)。
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(dāng)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(yùn)行水位，S2為啟動兩臺水泵運(yùn)行水位，S 3為報警水 位，當(dāng)水位達(dá)到S3時，三臺水泵同時投入運(yùn)行。
2 系統(tǒng)控制要求
1)當(dāng)水位到達(dá)S1時，啟動一臺水泵運(yùn)行，水位到達(dá) S2時啟動兩臺水泵運(yùn)行，水位到達(dá)報警水位S 3時三臺 水泵一起運(yùn)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(fù)載，也就是說，一般情況下，最多只有兩臺水泵運(yùn)行，只有在雷雨季節(jié)時才可能三臺水泵同時運(yùn)行。要 求三臺水泵實際運(yùn)行時間盡量均衡，不能讓某一臺泵在 水中長期不運(yùn)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(yùn)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(yùn)行時 啟動及停止按鈕。當(dāng)SA選在手動運(yùn)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(hù)裝置，用來檢測水泵油室密封，電 纜室密封，軸承溫度，電機(jī)繞組溫度等，每個水泵配有一 只?？刂苹芈飞想姾螅绻糜褪颐芊庹?，電纜室 密封正常，軸承溫度及繞組溫度正常，則QBD的常開點(diǎn) 就吸合，其常閉點(diǎn)斷開。在水泵運(yùn)行中如檢測到上述一 個或多個部位不正常，則QBD的常開點(diǎn)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(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(qiáng)大，存儲容量大，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(見圖2)
根據(jù)控制要求，水位到S l時啟動一臺水泵運(yùn)行，水 位到S2時啟動兩臺水泵運(yùn)行，到報警水位時三臺泵全 部投入運(yùn)行，水位回落到SO時停止水泵運(yùn)行，三臺水泵 運(yùn)行時間均衡，特設(shè)計出如圖2程序流程【31。