胡銀全　伍小兵　賀曉輝

摘 要：PLC有較高的可靠性、穩(wěn)定性、適應(yīng)性等性能以及具有編程簡單、使用方便、性價(jià)比高、硬件配套齊全、抗干擾能力強(qiáng)和維修方便等優(yōu)勢，現(xiàn)已具有廣闊的應(yīng)用市場，在城市給排水系統(tǒng)中采用PLC就能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化智能化雙泵變頻恒壓控制以及用水量計(jì)費(fèi)等功能，因此使用用前景廣闊。本文簡述了PLC、城市給排水系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上研究了PLC在城市給排水控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，并給出了城市給排水系統(tǒng)中PLC的使用的設(shè)計(jì)，希望為我國城市給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供參考資料。

關(guān)鍵詞：城市給排水控制系統(tǒng)；可編程邏輯控制器；雙泵變頻

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.084

0 概述

PLC是 Programmable Logic Controller的縮寫，翻譯成漢語就是可編程邏輯控制器，是一種專門用于智能化工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)。我國在1974年首次研制成功PLC，于1977年投入使用，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，PLC已經(jīng)適應(yīng)了現(xiàn)代化工業(yè)的發(fā)展需求，也被各行業(yè)所采用。由于其具有較高的可靠性、穩(wěn)定性、適應(yīng)性等性能以及具有編程簡單、使用方便、性價(jià)比高、硬件配套齊全、抗干擾能力強(qiáng)以及維修方便等優(yōu)勢，PLC現(xiàn)已具有廣闊的應(yīng)用市場。在實(shí)際應(yīng)用中，由于可編程邏輯控制器能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的環(huán)境，因此在城市給排水系統(tǒng)中采用可編程邏輯控制器就能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化智能化雙泵變頻恒壓控制以及用水量計(jì)費(fèi)等功能。

1 城市給排水系統(tǒng)的組成

城市給排水系統(tǒng)主要包括給水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)。城市給水系統(tǒng)主要由輸水管渠、給水泵、給水箱、配水管網(wǎng)以及壓力變送器和脈沖水表等構(gòu)件組成，利用單泵變頻、多臺(tái)工頻或變頻的切換來控制供水盡量做到恒壓供水同時(shí)設(shè)置程序利用脈沖式水表來自動(dòng)計(jì)量用水量[1]。城市排水系統(tǒng)主要由排水管道、污水坑、排水泵以及液位傳感器等構(gòu)件組成，采用可編程邏輯控制器能夠?qū)崿F(xiàn)污水坑或污水箱的水位監(jiān)測以及自動(dòng)啟停排水泵。

2 PLC在城市給排水系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1 在城市生活給水系統(tǒng)中的應(yīng)用

可編程邏輯控制器用于城市給水系統(tǒng)主要是為了控制供水管道的壓力，使其保持在一定范圍內(nèi)[2]，系統(tǒng)組成見圖1。當(dāng)供水管道的程序設(shè)定壓力值低于給水泵所有的管道壓力時(shí)，城市生活給水系統(tǒng)就進(jìn)入單泵變頻運(yùn)行的工作狀態(tài)，在此狀態(tài)下，如果終端用戶的用水量在不斷增加，生活給水的水泵在PLC的調(diào)控下，工作頻率將調(diào)整到50的工頻，仍無法滿足終端用戶的用水要求，或輸水管道的壓力還低于設(shè)定值，PLC控制器將繼續(xù)發(fā)出指令，使①生活給水水泵由單泵變頻切換到工頻運(yùn)行狀態(tài)，使②生活給水水泵由關(guān)閉狀態(tài)切換到變頻啟動(dòng)狀態(tài)，在PLC控制器自動(dòng)化智能化的調(diào)控下管道壓力就能達(dá)到程序設(shè)定的供水管道壓力值。

2.2 在城市排水系統(tǒng)中的應(yīng)用

城市排水系統(tǒng)既要滿足城市生產(chǎn)生活污水的排出還要滿足城市雨水的排出，在城市排水系統(tǒng)中的使用PLC，根據(jù)城市多年的污水排放量以及雨水排放量估算出城市的排水量，然后利用程序設(shè)置PLC的控制器，在排水過程中實(shí)現(xiàn)雨水與污水分流排出，雨水的循環(huán)使用以及水位過高無法及時(shí)排出時(shí)的自動(dòng)報(bào)警等 。

3 城市給排水系統(tǒng)中PLC的使用設(shè)計(jì)

3.1 恒壓控制生活給水的設(shè)計(jì)

利用PLC的模擬量，采用控制算法PID程序進(jìn)行編程，然后利用PLC控制器來控制變頻器，使生活給水保持恒定壓力。整個(gè)生活給水系統(tǒng)的編程都使用主程序調(diào)用模式，主程序通過如下步驟實(shí)現(xiàn)控制：首先啟動(dòng)變頻恒壓供水的主程序，然后啟用給水計(jì)量程序、調(diào)取控制算法PID程序的初值、編寫故障預(yù)警及報(bào)警程序；對(duì)水泵變頻的頻率初值進(jìn)行賦值；啟動(dòng)并運(yùn)行變頻給水水泵，實(shí)現(xiàn)PID計(jì)算的恒壓供水；智能控制變頻與工頻之間的轉(zhuǎn)換。

3.2 給排水水表累計(jì)計(jì)量的設(shè)計(jì)

在城市給排水系統(tǒng)中通常采用脈沖式水表，在設(shè)計(jì)水表累計(jì)計(jì)量的程序時(shí)，將用水或排水量轉(zhuǎn)換成水表開關(guān)的信號(hào)，然后通過轉(zhuǎn)換電路將開關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)，再將脈沖信號(hào)的輸出端和PLC的輸入端連接，最后通過PLC控制器內(nèi)部的控件編程來完成水量的累計(jì)計(jì)量和水量信息的實(shí)時(shí)傳遞。

3.3 設(shè)計(jì)上位計(jì)算機(jī)的組態(tài)監(jiān)控

在PLC上位機(jī)的組態(tài)監(jiān)控中通常采用力控組態(tài)軟件，該軟件用計(jì)算機(jī)來采集數(shù)據(jù)、監(jiān)控生產(chǎn)過程，然后基于收集的數(shù)據(jù)將系列檢測設(shè)備和控制設(shè)備有機(jī)組合，構(gòu)成符合用戶使用需求的監(jiān)控系統(tǒng)。除此之外，該軟件還具備高度集成以及可視化的開發(fā)環(huán)境和使用面向用戶的導(dǎo)航器以及工具箱。

4 結(jié)語

在PLC組態(tài)運(yùn)行的過程中，利用控制程序不僅可以實(shí)時(shí)顯示供水管道的壓力、計(jì)量水表的累積數(shù)據(jù)、污水坑液位的高低數(shù)據(jù)以及控制閥門的開關(guān)狀態(tài)，而且可以自動(dòng)調(diào)節(jié)和切換2臺(tái)供水泵的運(yùn)行狀態(tài)。以計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)并在其中裝載力控組態(tài)軟件，以PLC作為下位機(jī)并安裝編程編譯軟件。在城市的給排水控制系統(tǒng)中通過下位機(jī)來實(shí)現(xiàn)給水設(shè)備和排水設(shè)備全程自動(dòng)化、智能化程序控制。上位機(jī)則利用PPI通信技術(shù)來采集設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)信息，輸出集中監(jiān)視信息和狀態(tài)檢測記錄，從而實(shí)現(xiàn)城市生活給水的自動(dòng)化雙泵變頻恒壓控制以及用水量計(jì)費(fèi)等功能，實(shí)用性很強(qiáng)，在城市的給排水系統(tǒng)中應(yīng)廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]廖常初.PLC編程及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[2]陳中華.可編程序控制器與工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

基金項(xiàng)目：

1、院級(jí)項(xiàng)目 項(xiàng)目編號(hào)：KJB201509 項(xiàng)目名稱：PLC技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用研究；

2、市級(jí)教委科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目 重慶市教委科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目資助（KJ1503311） 項(xiàng)目名稱：車載動(dòng)力電池組管理系統(tǒng)研究