基于PLC的污水排放控制系統(tǒng)的組建與調(diào)試

王 敏，陶吳家

(蘇州市職業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215104)

0 引言

地下污水排放是一項(xiàng)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(dòng)模式，效率低且對(duì)人員監(jiān)控程度要求高，因此通過自動(dòng)控制方式替代傳統(tǒng)手控方式成為趨勢(shì)[2]。本文對(duì)手動(dòng)模式的舊污水控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，設(shè)計(jì)了基于PLC控制的污水排放系統(tǒng)，給類似改造提供了參考[3]。

1 基于PLC的污水排放控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案及要求

1.1 總體設(shè)計(jì)方案

圖1為基于PLC的污水排放控制系統(tǒng)組成框圖。污水排放控制系統(tǒng)采用PLC作為控制模塊來控制泵，該設(shè)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(dòng)器進(jìn)而控制泵的運(yùn)行。

圖1 基于PLC的污水排放控制系統(tǒng)組成框圖

1.2 設(shè)計(jì)要求

根據(jù)所承接的某市舊污水控制系統(tǒng)改造項(xiàng)目，要求該污水排放系統(tǒng)控制兩個(gè)地方共8個(gè)泵，采用手動(dòng)和自動(dòng)控制兩種模式控制泵的啟停，利用上位機(jī)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制及系統(tǒng)參數(shù)顯示，并設(shè)置必要的報(bào)警。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 硬件選型

基于PLC的污水排放控制系統(tǒng)的硬件由觸摸屏、PLC、軟啟動(dòng)器、開關(guān)穩(wěn)壓電源、壓力變送器、浮球傳感器等組成。由觸摸屏對(duì)PLC發(fā)出控制信號(hào)，PLC經(jīng)過處理之后控制軟啟動(dòng)器，從而控制泵的運(yùn)行。PLC除了與觸摸屏之間進(jìn)行信號(hào)交互外，PLC的輸入信號(hào)還包括2個(gè)壓力變送器和11個(gè)浮球傳感器；輸出信號(hào)主要給控制泵啟動(dòng)的軟啟動(dòng)器，共11個(gè)。綜合考慮PLC的存儲(chǔ)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(jī)選用昆侖通態(tài)TPC7062Ti觸摸屏，軟啟動(dòng)器選擇施耐德ATS48，壓力變送器選用三信儀表公司生產(chǎn)的SX208，浮球傳感器選用遠(yuǎn)東自動(dòng)化儀表公司生產(chǎn)的WSJ-100Z。

2.2 PLC的I/O分配

根據(jù)控制要求和PLC的選型進(jìn)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(shè)計(jì)

根據(jù)I/O的地址分配表，設(shè)計(jì)的PLC硬件接線圖如圖2所示。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 PLC程序設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)工作過程，采用主程序調(diào)用子程序的方法編程，液位計(jì)算和泵的啟停控制作為子程序，液位計(jì)算子程序采用經(jīng)驗(yàn)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(shè)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(jī)界面設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)使用昆侖通態(tài)TPC7062Ti觸摸屏，采用MCGSE組態(tài)環(huán)境設(shè)計(jì)的人機(jī)界面如圖4所示。

圖5為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試圖。通過系統(tǒng)硬件接線和軟件調(diào)試，結(jié)果表明該控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)控制要求，控制精確可靠。

4 結(jié)論

本文根據(jù)舊污水排放控制系統(tǒng)的改造要求，基于PLC設(shè)計(jì)了污水排放控制系統(tǒng)，并進(jìn)行了軟硬件設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，安裝了系統(tǒng)并接線，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，結(jié)果表明該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)精確穩(wěn)定控制，為此類改造提供了參考。

圖4 人機(jī)界面

圖5 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試