PLC 在泵站自動控制系統中的運用

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）

由于PLC 控制系統在以前單級的繼電器上引入了更加先進的數字化控制技術，所以其在應用中具有智能化強等優點，所適用的范圍也比較廣。特別是將此技術應用在泵站控制系統中，能夠為中國城市化建設提供一定的幫助。

1 PLC 的特點和概念

PLC 全稱為“可編程控制技術”，屬于現階段一種應用數字計算實現對設備有效操作的電子系統。此控制系統可以根據工業設計的具體需求，實現對軟件的開發和設計，應用可編程存儲器，保證內部存儲邏輯運算的有效性。通過流程控制和運算等相關功能完成操作，然后通過模擬和數字信號的輸入和輸出，保證各種生產操作的合理性。現如今，PLC 在工業生產控制過程中已經得到有效應用，并且其應用的范圍也比較廣泛，在多種復雜的工業生中也得到了一定應用，具有非常好的作用價值[1]。PLC 控制技術具有成本低和自身性能非常強大的特點。PLC 功能會隨著計算機技術的發展不斷完善，這在一定程度上增強了PLC 的適用性，實現對大量信息的有效處理，從而進一步提高設備的運行效率。其次，PLC 能夠與通信技術有效結合，這主要是因為PLC 技術和通信技術的融合度高，進而實現對信息的準確傳輸。

2 泵站自動控制系統的組成

2.1 集中式處理系統

在對集中式處理系統的功能作用進行分析時，發現其可以實現對數據的采集和處理，實現人機通信。此系統還可以通過數據采集系統對水泵站的運行過程進行優化，采集和處理系統運行中的參數，通過分析計算，將結果用于水泵站的控制系統，實現自動化運行和操作，保障監督的全面性。此系統，通常在全泵站只可以設置1 臺或者是2 臺監控計算機，進而實現對整個泵站的集中化監視。

2.2 分層分布式處理系統

一般情況下，分布式系統在運行中的基本要求為資源是獨立和相互的，操作人員能夠按功能和對象等構成完善的應用系。在分層控制理論上，可以多角度掌握控制方法，通過對各子系統控制中心的全面監督和控制，保證結果信息反饋流向的準確性。同時，還要對所采集的信息進行整合，屬于中央集權性質非常強的系統。

3 PLC 控制設備對選型和功能的要求

3.1 主控級設備與功能要求

在對泵站的主控制系統進行分析時，發現其中的內容較多。要想保證系統穩定運行，需要及時發現故障問題，實現對主機和備份的監控。計算機在運行中要自動接管所有的操作工作站，保證監控主機運行的穩定性。其中的2 個主機可以同時使用，在此基礎上值班操作人員還能夠對數據進行準確計算與處理，加強對數據信息的有效管理。

特別是PLC 在泵站自動控制系統中的有效應用，不僅可以實現對數據報表的打印，還能夠強化控制的功能，實現語音報警。此外，整個泵站在運行中，要想對其進行有效控制，需通過對鼠標與鍵盤的有效應用，強化顯示器的功能，進而獲得各種信息，實現對原有系統的深入開發。

3.2 現控級設備的功能要求

現如今，隨著各種先進技術在泵站中的應用，可以對自控制單元進行有效控制，并且還具有非常好的自檢功能。但是，當前其在發生故障時會自動報警，進而保證系統運行的安全性和穩定性。不同系列的PLC 技術功能作用不同，具有非常多的通信方式[2]。比如，某個項目選擇了自動化強的RS485 通信模塊，可以實現對電流的有效控制，保證裝置和PLC 控制柜安裝的準確性，將其應用到每個單元，科學安排在泵室中，實現對數據的采集。在此設計中，PLC 控制柜使用了專用的RS485 通信模塊，具有非常好的通信性，泵與電機的各種自動部件都具有非常強的自動化功能。

4 PLC 在泵站自動控制系統中的應用要點

為了實現對PLC 的有效應用，需要對泵站自動控制系統進行優化，及時發現其中的故障。比如，某個泵站在建設中，裝設了6 臺機組和2 臺變壓器，加強對現用PLC 技術的有效應用，在此基礎上構成此站自動監視控制系統，科學應用計算機控制方式，加強PLC在泵站自動控制系統中的科學應用，為此系統的穩定運行提供保障。

4.1 選擇控制方向和控制點類型

在應用PLC 前，要在泵站自動控制系統上對監視目標進行合理化設計，保證全計算機控制系統運行的穩定性。因此，所有采節點參數要保證齊全，也就是所涉及的監控點，盡量放入計算機系統中，進而達到實際的設計要求。

因此，在對泵站自動化控制系統進行完善和設計時，不僅要規范自身的操作，還需要對所有的設備進行全面監視，實現對各種開關位置的科學化設置，對水位、壓力、電壓和功率等參數進行準確確定。在具體的設計中，要選用合理的模塊，通過對各種開關和輸出裝置的科學設置，保證網絡通信系統穩定運行。

4.2 加強對各類型參數點數的計算

工作人員要明確計算參數點數的目的，主要是為了對各類模塊的實際數量進行選用，便于組盤計算不同類型的參數點數，保證設備運行的穩定性。結合泵站自動控制系統的運行情況，確定PLC 的類型。如果其中的參數比較多，最好選用成熟便于組成的大型系統PLC。如果其中的參數較少，需要加強對專用小型PLC 的有效應用。比如，在應用模塊化系統時，設計人員要確定采用的模件I/O 點數，計算出模件數量，實現對泵站自動控制系統的完善和優化。

4.3 數據處理

在主計算機設計中，要及時更新實時的數據庫，加強對泵站的自動化管理，實現對運行數據的存盤和保存，整合歷史數據，在此基礎上保證相關數據的連續性。同時，在對數據信息進行處理時，需要分析和處理所收集的不同LCU 數據，對脈沖記度和維護管理統計等多種內容進行準確計算。要注意監視的類型，通過對計算機監控系統的應用，對泵站自動控制系統的實際運行情況進行分析，明確受控狀態變化[3]。

如果監控系統出現了異常情況，會馬上進行報警處理。同時，還要注意對故障和報警報告系統的完善和設計。主要是因為故障可使用兩級報警優先權，也就是紅色和黃色。紅色表示高級優先，當一個主設備出現故障，一般會禁止所有的控制輸出工作，進行語音報警，及時顯示及記錄打印中的故障類型，完善解決方案；黃色表示警告，這就要求操作人員對其中的故障進行糾正，按照報警的時間和先后順序，將其打印出來。

4.4 做好泵站運行指導工作

當開啟或者是停止指令下達完后，監控系統能夠自動顯示打開，或者是停止監控畫面。在此過程中，監控系統圖表和圖像可以更加全面地顯示泵站自動控制系統的運行情況，讓其可以自動轉換為安全的狀態。如果遇到特殊情況，需要閉環自動控制操作。同時，監控系統還需要自動識別不同的開啟和停止方式，進而做出相對應的反應。PLC 在泵站自動控制系統中的應用，能夠對其中的故障進行準確顯示，及時發現其中的事故，找出事故發生的原因，完善解決方案。此外，系統在開機運行前一般要進行反復調試和試運行后，等到其確認無誤，才可以讓機組帶負荷運行72 h，并且檢驗系統的穩定性和可靠性也非常強，從而實現對系統的綜合性監督。

5 應用情況

5.1 集水池控制中的應用

泵站自動控制系統的穩定運行，與集水池的實際水位高低存在直接關系。目前，集水池中主要有3 類選擇模式，首先是正常模式，也就是通過PLC，實現對相關內容的自由控制；此外2 類是雨天和暴雨，在這2 類模式下不能進行自動控制，需要由人工對其進行控制，一般需要剩余一臺污水泵將其作為備用，其余的均投入污水處理中，不斷提高污水處理速率[4]。

但是，受一些客觀因素的影響，集水池在設計中還存在一定的問題，泵數并不能進行準確確定，這會對集水池處理的質量帶來影響。因此，需要結合泵站的實際情況，對泵進行科學設置，結合集水池的水位，向PLC 傳輸關鍵的控制信號，經過PLC 分析信號后；然后傳輸到控制中心，如需要加泵，主要由PLC 協助，選擇出無故障的污水泵，更加迅速地轉為開啟狀態[5]。

在減泵的時候，需要停止運行時間長的污水泵，在此過程中，要保持間隔啟動時間在20 s 上。主要是為了防止污水泵受到影響，保證集水池信息傳輸的有效性。

5.2 格柵池控制中的應用

由于格柵池的運行情況非常敏感，如果存在一定的啟動條件，就可以投入運行，所以在對格柵池進行控制時，一定要體現高性能的自動化。當格柵池運行時，如果控制不到位，就會導致格柵池停止運行，并不利于對污水的有效處理。尤其是在PLC 支持下，可以對誤差進行隨時控制，保證PLC 技術應用的合理性，強化格柵池的控制能力[6]。

5.3 運行設置中的應用

泵站自動控制系統在運行中，需要經過基本的PLC 處理，主要是為了確保參數設置的準確性。一般情況下，運行設置主要分為4 項[7]：①白天設置。主要應用PLC 對2 組格柵進行控制，實現同步運行，采取措施通過控制液位差對格柵啟動進行干預，在此基礎上積極發揮2 組格柵自動化的特點。PLC 技術在白天模式中的有效應用，可以最大數量及時啟動運行泵，更好地控制污水泵的啟動。②夜間設置。由于夜間和白天情況基本一致，其在參數值上存在差異。③暴雨的設置。首先需要關閉進水裝置，適當降低污水泵中的水位，通過對PLC 控制技術的應用，將其中的水位控制在標準線以下，等水位達到標線時，PLC 就會停止工作，保證污水泵自動化控制系統穩定運行。④雨天設置。雨天環境中，泵站自動化系統中的進水裝置主要呈現關閉動作，等進水裝置關閉后，結合具體的順序，及時開啟進水閘，進而保障運行設置的有效性。

6 結束語

由此可見，隨著中國科學技術水平不斷提高，PLC在中國泵站自動控制系統設計中得到了有效應用。此控制技術具有比較好的靈活多樣性，可以實現對泵站系統的優化和改進，通過全面監督，及時發現其中的故障問題，在減輕泵站設備維護時間和成本的同時，保證泵站控制系統運行的穩定性和安全性，從而進一步促進中國泵站的現代化建設進程。