基于PLC的污水排放控制系統的組建與調試

王 敏，陶吳家

(蘇州市職業大學 機電工程學院，江蘇 蘇州 215104)

0 引言

地下污水排放是一項重要的市政工程[1]。目前很多城市地下排水泵站的控制都是手動模式，效率低且對人員監控程度要求高，因此通過自動控制方式替代傳統手控方式成為趨勢[2]。本文對手動模式的舊污水控制系統進行改造，設計了基于PLC控制的污水排放系統，給類似改造提供了參考[3]。

1 基于PLC的污水排放控制系統總體設計方案及要求

1.1 總體設計方案

圖1為基于PLC的污水排放控制系統組成框圖。污水排放控制系統采用PLC作為控制模塊來控制泵，該設備從觸摸屏、壓力變送器、浮球傳感器輸入控制信息，通過PLC控制輸出來控制軟啟動器進而控制泵的運行。

圖1 基于PLC的污水排放控制系統組成框圖

1.2 設計要求

根據所承接的某市舊污水控制系統改造項目，要求該污水排放系統控制兩個地方共8個泵，采用手動和自動控制兩種模式控制泵的啟停，利用上位機實現手動控制及系統參數顯示，并設置必要的報警。

2 系統硬件設計

2.1 硬件選型

基于PLC的污水排放控制系統的硬件由觸摸屏、PLC、軟啟動器、開關穩壓電源、壓力變送器、浮球傳感器等組成。由觸摸屏對PLC發出控制信號，PLC經過處理之后控制軟啟動器，從而控制泵的運行。PLC除了與觸摸屏之間進行信號交互外，PLC的輸入信號還包括2個壓力變送器和11個浮球傳感器；輸出信號主要給控制泵啟動的軟啟動器，共11個。綜合考慮PLC的存儲容量，選用西門子S7-200 SMART SR60CPU的PLC和EM AE04 4路模擬量拓展模塊[4]。

綜合考慮，上位機選用昆侖通態TPC7062Ti觸摸屏，軟啟動器選擇施耐德ATS48，壓力變送器選用三信儀表公司生產的SX208，浮球傳感器選用遠東自動化儀表公司生產的WSJ-100Z。

2.2 PLC的I/O分配

根據控制要求和PLC的選型進行I/O地址分配，如表1所示。

表1 I/O地址分配表

2.3 硬件接線圖設計

根據I/O的地址分配表，設計的PLC硬件接線圖如圖2所示。

3 系統軟件設計

3.1 PLC程序設計

根據系統工作過程，采用主程序調用子程序的方法編程，液位計算和泵的啟停控制作為子程序，液位計算子程序采用經驗編程法，泵的啟停子程序采用順控編程方法[5]。圖3為右泵控制子程序，其中R為設定的液位閾值。

圖2 PLC硬件接線圖

圖3 右泵控制子程序

3.2 人機界面設計

本設計使用昆侖通態TPC7062Ti觸摸屏，采用MCGSE組態環境設計的人機界面如圖4所示。

圖5為現場調試圖。通過系統硬件接線和軟件調試，結果表明該控制系統能夠實現控制要求，控制精確可靠。

4 結論

本文根據舊污水排放控制系統的改造要求，基于PLC設計了污水排放控制系統，并進行了軟硬件設計。在此基礎上，安裝了系統并接線，進行現場調試，結果表明該系統能夠實現精確穩定控制，為此類改造提供了參考。

圖4 人機界面

圖5 現場調試