PLC在水泵自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)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）

1 引言

水泵自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在保證水資源合理利用方面發(fā)揮著不可替代的作用。為了能夠?qū)⒆饔煤蛢r(jià)值充分發(fā)揮出來，可以將PLC 技術(shù)應(yīng)用到系統(tǒng)中，借助PLC 技術(shù)所具備的靈活性和可靠性，提升水泵運(yùn)行效果。而如何才能將PLC 技術(shù)合理應(yīng)用到水泵自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中，是技術(shù)人員需要關(guān)注的一個(gè)核心問題。

2 PLC 與水泵自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)

2.1 PLC

PLC 指可編程邏輯控制器，是一種專門針對(duì)工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)的一種可以自主變成存儲(chǔ)器，內(nèi)部可以存儲(chǔ)各種操作指令，配合數(shù)字式或模擬式輸入輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程的有效控制。PLC 具備編程簡(jiǎn)單、組態(tài)靈活、可靠性高、運(yùn)行高效特點(diǎn)。主要結(jié)構(gòu)有3 部分：

1）CPU 模塊。在PLC 中會(huì)設(shè)置1 個(gè)或多個(gè)CPU，CPU 能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于信息接收和存儲(chǔ)，然后，對(duì)照接收信息分析明確電路工作狀態(tài)，判斷編程期間是否存在有語法方面的錯(cuò)誤。CPU在進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集過程中，能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行掃描，同時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到寄存器內(nèi)。

2）I/O 模塊。這也是PLC 與外界保持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵所在，通過對(duì)I/O 點(diǎn)數(shù)的合理應(yīng)用，能夠完成對(duì)模塊數(shù)量和規(guī)格的控制。在PLC 中，雖然模塊數(shù)量并不固定，但是，因?yàn)榈装搴蜋C(jī)架槽數(shù)限制，需要合理確定I/O 模塊的最大數(shù)量。

3）電源模板。結(jié)合PLC 實(shí)際情況分析，電源模塊功能是為集成電路提供相應(yīng)電源支撐，部分電源模塊也可以同時(shí)為輸入電路提供工作電源，電源電壓為24 V[1]。

2.2 水泵自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)

水泵自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)λ迷谶\(yùn)行中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，為水泵穩(wěn)定可靠運(yùn)行提供良好支撐，也能夠?qū)ζ髽I(yè)用電情況進(jìn)行分析。借助計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間結(jié)合，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，工作人員需要及時(shí)監(jiān)控信息進(jìn)行分析，將分析得到的內(nèi)容傳輸?shù)剿米詣?dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，以此來對(duì)水泵轉(zhuǎn)速和流量有效控制[2]。

3 PLC 在水泵自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 明確工作原理

從本質(zhì)上而言，水泵自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)依然屬于控制裝置，將PLC 應(yīng)用到水泵自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中，能夠強(qiáng)化系統(tǒng)對(duì)水泵的控制效果，更好地對(duì)水泵運(yùn)行中水的流速和流量進(jìn)行控制，保持水壓穩(wěn)定。作為水泵自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中一個(gè)重要組成部分，PLC 關(guān)鍵在于PID 控制器，能夠就水泵自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行中的壓力參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，在相應(yīng)工作模式和工作狀態(tài)下，系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際情況完成對(duì)水泵的自我疏導(dǎo)。工作人員可以利用觸摸屏實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC 參數(shù)信息的修改，使PLC 可以更好地滿足系統(tǒng)運(yùn)行需求，保證水泵運(yùn)行穩(wěn)定性的同時(shí)，提高質(zhì)量和工作效率[3]。

3.2 優(yōu)化工作流程

要將PLC 合理地應(yīng)用到水泵自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中，要求技術(shù)人員必須對(duì)相應(yīng)工作流程進(jìn)行優(yōu)化：

1）應(yīng)切實(shí)做好對(duì)于水位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，依照水位變化情況和變化趨勢(shì)，給出正確操作指令，為水泵自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行提供參照，確保水泵穩(wěn)定可靠運(yùn)行。應(yīng)明確參數(shù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性會(huì)影響系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，在就水位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的過程中，可以借助水位傳感器來將水位數(shù)值變化傳輸?shù)絇LC 中，配合顯示屏將參數(shù)信息直觀呈現(xiàn)出來。

2）在水泵自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中，電機(jī)運(yùn)行存在能耗高的缺陷，而且較大的容量使電機(jī)對(duì)系統(tǒng)整體運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性有著非常嚴(yán)格的要求。對(duì)于一些長(zhǎng)期閑置或存在異常及故障的電機(jī)，工作人員需要對(duì)其進(jìn)行檢查，確認(rèn)電機(jī)狀態(tài)良好后才能將其投入使用，如果檢查結(jié)果表明電機(jī)存在故障或異常，則應(yīng)先對(duì)其進(jìn)行維修處理，避免直接應(yīng)用在水泵自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中。另外，在實(shí)施水位檢測(cè)工作過程中，應(yīng)將水位參數(shù)、排水量參數(shù)以及水泵壓力等參數(shù)全部傳輸?shù)絇LC 中，配合顯示屏完成參數(shù)實(shí)時(shí)顯示，再借助相應(yīng)計(jì)算機(jī)終端和網(wǎng)絡(luò)，能夠進(jìn)一步就資源分布情況進(jìn)行明確。

3）應(yīng)做好常見故障的預(yù)防工作，在水泵正常運(yùn)行情況下，技術(shù)人員應(yīng)做好水泵電壓、水位情況以及水流狀況監(jiān)督控制，制定出具備良好可行性和可靠性的故障預(yù)防體系，就水泵自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中存在的不足和問題進(jìn)行分析預(yù)測(cè)，采取有效措施來將故障問題控制在允許范圍內(nèi)，保證水泵運(yùn)行效果[4]。

3.3 實(shí)施故障保護(hù)

PLC 不僅能夠?qū)崿F(xiàn)編程控制，還具備較好的故障保護(hù)功能，將應(yīng)用到水泵自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，PLC 會(huì)自動(dòng)發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信息，屏幕上也會(huì)將故障信息直觀顯示出來，而當(dāng)工作人員對(duì)故障進(jìn)行消除后，報(bào)警信息會(huì)自動(dòng)消失。從實(shí)際應(yīng)用角度，PLC 故障保護(hù)功能保護(hù)項(xiàng)包括以下幾點(diǎn)：

1）真空柜保護(hù)，在發(fā)生真空開關(guān)柜無法分閘、跳閘或過流問題時(shí)，會(huì)自動(dòng)提供保護(hù)；

2）電動(dòng)閥保護(hù)，包括電動(dòng)閥開過轉(zhuǎn)矩保護(hù)、電動(dòng)閥關(guān)過轉(zhuǎn)矩保護(hù)、電動(dòng)閥過載保護(hù)等；

3）電機(jī)保護(hù)，如電機(jī)電流過小保護(hù)、電機(jī)過度振動(dòng)保護(hù)；

4）水泵保護(hù)，包括水泵軸承高溫保護(hù)、水泵劇烈震動(dòng)保護(hù)。

當(dāng)PLC 檢測(cè)到上述保護(hù)項(xiàng)出現(xiàn)異常后，會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信息，提醒工作人員注意，工作人員則需要依照系統(tǒng)報(bào)警情況，對(duì)故障問題和異常狀況進(jìn)行排查，給出具體有效的解決措施[5]。

3.4 做好啟動(dòng)管理

當(dāng)水泵腔內(nèi)無水時(shí)，啟動(dòng)會(huì)受到一定影響，因?yàn)榭諝饷芏缺人芏刃?，即便是在滿轉(zhuǎn)速運(yùn)行的情況下，水泵也很難將水吸入泵腔中，而且在沒有水的情況下，填函中設(shè)置密封填料會(huì)與水泵軸體產(chǎn)生干摩擦，引發(fā)熱咬合問題，影響水泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)重時(shí)甚至可能造成故障。因此，在水泵啟動(dòng)前，需要進(jìn)行抽真空或自動(dòng)注水工作。

3.5 強(qiáng)化觀念認(rèn)識(shí)

工作人員必須認(rèn)識(shí)到PLC 的重要性，形成對(duì)優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)合理認(rèn)知。有關(guān)部門應(yīng)做好對(duì)工作人員的教育培訓(xùn)，確保工作人員能夠了解PLC 結(jié)構(gòu)、使用特點(diǎn)和注意事項(xiàng)，能夠重視PLC在水泵自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，把握好系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)。另外，應(yīng)在單位內(nèi)部做好相應(yīng)的宣傳工作，形成良好的工作環(huán)境和工作氛圍，對(duì)工作人員產(chǎn)生潛移默化的影響，能夠認(rèn)識(shí)到PLC 作用。

4 結(jié)語

將PLC 應(yīng)用到水泵自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中，能夠利用PLC 所具備的優(yōu)勢(shì)保證水泵自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，也可以及時(shí)找出水泵自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行中存在的不足和問題，對(duì)問題進(jìn)行分析和解決，提升水泵運(yùn)行效果的同時(shí)，為水利事業(yè)健康發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。