PLC技術在自動化排水控制系統中的設計與應用分析

張林虎

摘 要：本文針對廠房排污池的實際排水情況，從實際應用出發，結合先進的PLC控制理論，配合長期積累的工作經驗及電氣自動化控制技術，詳細討論了對排水系統運作狀況的實時監控，以及在無人控制條件下怎樣實現廠房排水系統的自動化運作。

關鍵詞：排水系統 監控系統 泵房 傳感器 PLC

引 言

由于廠房排污池的排水系統，主要負責了排出廠房各種集水的重要任務，直接關系到泵站生產是否安全。如果僅靠人工手動控制水泵的操作，很難保證積水及時排出，萬一水泵漏水較大，值班人員又沒有及時排水，有可能造成水淹運行層下地面，甚至積水進入水泵電機造成嚴重事故。針對這一問題，采用先進的PLC技術，結合人機界面顯示系統，實現了排水系統的自動化控制。

一、應用PLC技術實現排水控制自動化

以PLC自動控制理論為基本原理，實現了泵房排污池排水控制系統的自動化運行。該自動化控制系統能夠通過調整運行層下的各種模糊動態來尋找到能夠提供最佳檢測數據的位置。再通過聯合應用地面上位機界面所控制的監控裝置來實現對水位數據的采集、總結、分析、處理以及核算。為排水系統中擔任傳感作用的傳感器提供準確的數據，并通過由傳感器進行一系列的數據分析，實現排水系統的智能化和自動化。不僅為泵站各種設備提供安全保障，而且能夠節省人力資源，避免不必要的人力浪費，實現經濟效益最大化。

二、泵房自動化控制系統

泵房自動化控制系統構成復雜，主要由閥門、傳感器、控制器、工業以太網以及上位機遠程監控軟件等部分組成。水泵可以實現自動化運行的基本過程：首先，通常會應用水位傳感器來完成水位的檢測步驟。一般條件下為了保證運行層下的安全，通常會應用開關量和模擬量兩種傳感器同時對水位進行檢測，保證運行層下水位維持平衡狀態。其次，一旦檢測到水位高出標準，就可以運用水泵進行抽水。這時需要注意的是，在打開水泵進行抽水之前，需要將水泵內的空氣抽空，維持水泵內的真空狀態，并保證水泵內的真空度在標準范圍內。最后，當水泵內的真空度達到標準數值時，可以控制水泵電機運行，達到及時排水的要求。在抽水的同時，為了避免排水管道中出現積水倒流的情況，需要及時檢測水泵的泵體之內的水口、水壓是否達到設定值，只有保證水口的水壓達到設定值之后，才能夠打開電動閥，排除排水管道當中的積水，防止積水倒流。

三、泵房系統自動化控制的原理

泵房系統實現自動化控制的方式分為兩種，主要分為遠程控制和就地控制。其中遠程控制，通常需要上位機監控軟件來實現實時監控。就地控制則是通過與運行層地面的觸屏膜接觸，實現對水泵的直接控制。

泵房系統的控制狀態多樣，主要分為單臺泵控制、手動控制以及自動輪換控制。對泵房系統進行手動控制，顧名思義，是通過手動操作來實現對各個水泵的開關控制，另外，泵房系統實現手動控制的同時，運行層的觸摸屏和上位機控制器會自動的進行封閉。實現單臺泵控制，則是通過運行層的觸摸屏，來實現對每個水泵的開關控制。除此之外，在不考慮工作時長的條件下，還能夠通過應用遠程控制來實現對單臺泵控制。實現泵房系統的自動輪換控制，主要基于PLC自動控制理論，根據每一臺水泵的運行時間，能夠自動的停止工作時間最長且設定值達到標準范圍的水泵，然后自動的將備用的水泵設備或投入運行時長最短的水泵運行。

四、就地控制的觸摸屏設計

在泵房系統內安裝觸摸屏，主要是為了提高泵房系統的性能和效率。相對于具有同樣功能的操作臺來說，觸摸屏本身的尺寸較小，能夠占用的空間有限，并且觸摸屏應用到控制當中，能夠直接提供系統運行的監控畫面。既能夠實時地對運行參數進行監控，還可以通過檢測數據構成的實時曲線，實現泵房系統的自動報警功能以及信息歸檔，除此之外，還具有通過案件實現控制的簡單操作設計優勢。

五、上位機監控設計

為了實現泵房系統的遠程控制，需要在中控室安裝一臺具有控制作用的上位機，上位機能夠通過以太網和運行層PLC自動化控制技術的通訊作用，并利用各種組態軟件實現上位機遠程控制的應用設計。

由上位機進行遠程控制，所要監控的界面主要包括歷史數據表格界面、故障報告界面、趨勢界面以及單臺泵監控界面。通過對主界面的監控，能夠直觀的得到排水系統的實時運行狀況，以及各個水泵的運行狀態。對水泵入水口的真空度，以及出水口的壓力參數能夠隨時控制，從而實現對水池水位的實時監控，并做好管路流量的控制工作。單臺泵監控界面，能夠顯示出每臺水泵的工作狀況，能夠檢測水泵是否出現故障，并且了解實時的運行參數，實現對水泵開閉的控制，并且能夠及時的對出現故障的位置進行檢測，對故障進行故障維修。歷史數據表格，能夠以表格的形式將各種歷史運行的數據進行總結。故障報警系統，能夠對系統運行過程中出現的問題和故障，及時的進行報警，并且能夠直接保存故障出現的類型，以及故障所發生的準確時間，便于進行故障的查詢。

結束語：

綜上所述，聯系泵房發展的現代化趨勢，本文主要討論了泵房自動化建設的設計思路，以及泵房系統的自動化控制原理和各方面應用。并對水泵排水系統的運作流程和具體結構進行了詳細的描述。應用PLC自動控制原理，實現了泵房運行層下排水系統的自動化控制，提高了泵房系統的運行機制和效率，并為排水系統實現自動化控制奠定了基礎，保證了泵站設備的安全。

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