【摘要】本文圍繞PLC控制的泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行討論，了解該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容，并對(duì)PLC控制的泵站遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方法加以探索。

【關(guān)鍵詞】PLC控制；泵站；遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)

運(yùn)用PLC控制的泵站遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)能夠有效提升供水方案的合理性，有利于工作效率的提升，使泵站設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行得到保證，所以，對(duì)PLC控制的泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、監(jiān)控系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)

結(jié)合泵站系統(tǒng)的基礎(chǔ)框架，將管理局作為監(jiān)控系統(tǒng)的控制中心，建立博斯騰湖管理處泵站相關(guān)的采集控制系統(tǒng)，子系統(tǒng)由博斯騰湖西泵站來(lái)充當(dāng)。PLC的基礎(chǔ)主要是由微處理機(jī)來(lái)承擔(dān)，這是對(duì)現(xiàn)代科技的綜合處理，是一種結(jié)合了通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)的新型工業(yè)裝置，其本身具有較多的輸入及輸出接口，且驅(qū)動(dòng)能力較強(qiáng)，在水利、電力行業(yè)當(dāng)中應(yīng)用非常廣泛，本系統(tǒng)的采集控制傳輸設(shè)備主要由PLC來(lái)充當(dāng)，為了避免PLC組建產(chǎn)生故障影響兩個(gè)泵站的控制，在東泵站和西泵站中分別設(shè)置了PLC組件，并將PLC組件作為通信的節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，泵站當(dāng)中的控制系統(tǒng)具有相對(duì)的獨(dú)立性，對(duì)水泵的變頻器、壓力電表數(shù)據(jù)以及流量信息等參數(shù)進(jìn)行采集，由于使用遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，需要對(duì)通訊中斷期間的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)加以考慮，一般來(lái)說(shuō)，外部的控制設(shè)備在出現(xiàn)故障以后供水不能中斷，所以，應(yīng)該在程序當(dāng)中設(shè)定自鎖功能，如果通訊中斷，也可以使線圈保持接通，在使用開(kāi)關(guān)量的方式對(duì)變頻器進(jìn)行控制時(shí)，如果與控制柜之間失去連接，例如線纜出現(xiàn)斷裂等情況，也不會(huì)造成停泵故障，因此電氣段也應(yīng)設(shè)置自鎖功能，在使用觸發(fā)式啟動(dòng)時(shí)，中間繼電器不能長(zhǎng)期處于吸合狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)管線存在較大壓力、控制柜中出現(xiàn)過(guò)大的電流時(shí)，需要立即斷開(kāi)線圈電源，避免機(jī)組被燒毀引發(fā)安全事故，因此，要在程序當(dāng)中設(shè)置相應(yīng)的自動(dòng)保護(hù)報(bào)警功能。

二、現(xiàn)場(chǎng)控制內(nèi)容

（一）PLC控制變頻器的主要方式

對(duì)變頻器的遠(yuǎn)程控制是通過(guò)變頻器和PLC的有效結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)的，變頻PLC控制系統(tǒng)主要由變頻器、可編程的PLC控制器部分以及PlC與變頻器的連接部分組合而成，而在其硬件結(jié)構(gòu)當(dāng)中連接部分最為重要，信號(hào)連接的不同其控制方式也存在一定的差異性，PLC控制變頻器的方式可以分為3種。

PLC的輸出端子與變頻器當(dāng)中的多功能端子進(jìn)行連接，利用PLC輸出端子的斷開(kāi)、閉合組合，使變頻器的運(yùn)行能夠在不同轉(zhuǎn)速下進(jìn)行。

利用變頻器通訊口實(shí)現(xiàn)總線通訊，在PLC的通訊模塊和變頻器通訊口之間建立聯(lián)系，然后通過(guò)用戶程序完成變頻器運(yùn)行的監(jiān)控，同時(shí)進(jìn)行參數(shù)的讀寫(xiě)操作。

利用PLC數(shù)塊對(duì)模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將PLC數(shù)字信號(hào)向電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換，然后在變頻器的控制端子當(dāng)中進(jìn)行輸入，從而實(shí)現(xiàn)變頻器工作的有效控制。

出于對(duì)變頻器無(wú)級(jí)調(diào)速的考慮，選用前兩種方式作為項(xiàng)目變頻器的PLC控制方法，并將PLC通訊口對(duì)變頻器設(shè)備進(jìn)行控制作為主要的方法，次要工作由模擬量進(jìn)行控制的變頻器來(lái)承擔(dān)，并將這兩種方式設(shè)置為相互備用的狀態(tài)。

（二）PLC控制變頻器的工作過(guò)程

1、利用Profibus網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制

在變頻器及PLC通電以后，需要先進(jìn)行初始化的診斷及自檢工作，此時(shí)，PLC的輸入及輸出模塊上會(huì)亮起相應(yīng)的指示燈，亮燈表示當(dāng)前變頻器工作的實(shí)際狀態(tài)，在啟動(dòng)時(shí)，PLC會(huì)利用Profibus向變頻器傳送頻率數(shù)值，在使用PLC對(duì)變頻器進(jìn)行控制時(shí)，還可以將變頻機(jī)的基本情況通過(guò)Profibus網(wǎng)絡(luò)向PLC控制器反饋，從而使變頻器的運(yùn)行狀態(tài)得到實(shí)時(shí)的控制，變頻器會(huì)將得到的信號(hào)進(jìn)行再次的處理，處理完成以后向下端電機(jī)傳送，使電機(jī)可以帶動(dòng)水泵完成啟動(dòng)。

2、利用模擬量的方式進(jìn)行控制

除了使用總線進(jìn)行控制以外，變頻器當(dāng)中的通訊模塊還設(shè)有數(shù)字量和模擬量的通訊端口，使外部控制器能夠通過(guò)數(shù)字量控制變頻器的啟動(dòng)和關(guān)閉，同時(shí)，還能控制外部控制源、正反轉(zhuǎn)，確認(rèn)設(shè)備故障，外部頻率設(shè)定的接收是通過(guò)AI端口實(shí)現(xiàn)的，而發(fā)送頻率、電流以及轉(zhuǎn)速等信號(hào)的則是AO端口，需要注意的是，在運(yùn)行時(shí)，要使用變頻器的控制板對(duì)系統(tǒng)參數(shù)加以定義，確保數(shù)字量和模擬量能夠與變頻器的端口對(duì)應(yīng)，但通常情況下應(yīng)以總線通訊作為系統(tǒng)運(yùn)行的主要方式，如果通訊出現(xiàn)中斷問(wèn)題，則需切換成模擬量狀態(tài)進(jìn)行控制。

（三）在數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)當(dāng)中PLC的作用

在變頻器與西泵站當(dāng)中的PLC之間建立聯(lián)系以后，應(yīng)與控制中心完成雙向的數(shù)據(jù)交換，通常監(jiān)測(cè)項(xiàng)目較多，需要對(duì)管理中心主站加以建立，下設(shè)分站總線網(wǎng)絡(luò)，在分站當(dāng)中，Profibus-DP的主站由S7-300來(lái)充當(dāng)，與東、西泵站當(dāng)中S7-200的PLC組件及變頻器協(xié)調(diào)應(yīng)用構(gòu)建Profibus網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)用Profibus總線向S7-300中匯集數(shù)據(jù)，然后通過(guò)通訊模塊完成數(shù)據(jù)包的制作，再與GPRS通訊終端相連接，在其他總線網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換主要使用Modbus通訊來(lái)完成，作為Modbus分站的西泵站，通過(guò)S7-300當(dāng)中的CP341通訊模塊與GPRS的終端進(jìn)行連接，而Modbus的總站則是監(jiān)控中心，主要負(fù)責(zé)與下分站之間的主叫返回通信，Modbus通訊數(shù)據(jù)當(dāng)中的CRC能夠?qū)νㄓ崈?nèi)容加以檢驗(yàn)，使信息的正確性得到保證，并可以剔除不完整的數(shù)據(jù)，在這個(gè)過(guò)程中發(fā)揮承上啟下作用的組件是S7-300中的通信PLC組件。

結(jié)語(yǔ)：

本文主要分析了基于PLC控制的泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其功能的實(shí)現(xiàn)，并按照通訊環(huán)節(jié)對(duì)控制的各部分內(nèi)容以及PLC控制變頻器的工作方式及過(guò)程進(jìn)行了描述，相關(guān)人員一定要充分了解設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容，結(jié)合泵站工程的具體要求對(duì)PLC控制的泵站遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，明確其中的原理和功能，從而有效提升泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性及科學(xué)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈斌，馮晶.基于PLC控制的多泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].南水北調(diào)與水利科技，2012，09（4）：144-148.

[2]王征鋒.基于PLC的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2016，8（16）：21-21，22.

[3]茅偉.排水泵站運(yùn)行工況遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].城鎮(zhèn)供水，2016，6（4）：57-59，56.

[4]張文亮，冷祎.污水泵站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2012，24（7）：42-43.