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        排水泵站中的PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用探究

        2019-10-21 17:25:53陳沖
        中國電氣工程學(xué)報(bào) 2019年8期
        關(guān)鍵詞:PLC控制系統(tǒng)排水泵應(yīng)用

        陳沖

        摘要:排水泵站是市政建設(shè)與工程管理的重要存在,其具有排水防澇的價(jià)值,排水泵作為站內(nèi)主要的作業(yè)設(shè)備必須不斷更新裝置,提高排水泵的實(shí)用性和可操作性。目前泵站中排水泵大多被單級常規(guī)繼電器控制,這種管控系統(tǒng)缺乏自我診斷能力,啟動(dòng)速度慢且定值修改不便,因此難以滿足社會要求。PLC控制系統(tǒng)在傳統(tǒng)單級常規(guī)繼電器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù),具有智能化和自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn),適用范圍廣且可操作性強(qiáng),若能通過研究將PLC控制系統(tǒng)與排水泵有機(jī)結(jié)合起來必能推動(dòng)排水泵站的進(jìn)一步發(fā)展,進(jìn)而為城市基建提供幫助。

        關(guān)鍵詞:排水泵 PLC控制系統(tǒng) 應(yīng)用

        引言:

        隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的交互發(fā)展,衍生出大量的新興技術(shù),這些技術(shù)無一不改變著人類生產(chǎn)生活,PLC控制系統(tǒng)集合了當(dāng)前智能化、自動(dòng)化技術(shù),作為一種新型工業(yè)控制裝置,它可以取代傳統(tǒng)繼電器建立柔性遠(yuǎn)程控制系統(tǒng),并在微電子技術(shù)的輔助下執(zhí)行邏輯、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能。為了進(jìn)一步說明排水泵中PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用,必須不斷進(jìn)行分析研究,通過探究為技術(shù)進(jìn)步提供理論依據(jù)。

        一、排水泵站中PLC控制系統(tǒng)的組成及控制要求

        PLC控制系統(tǒng)內(nèi)部一般采用循環(huán)掃描完成工作,在城市排水泵站中其控制系統(tǒng)主要由水位監(jiān)測系統(tǒng)、主機(jī)控制系統(tǒng)、儀器啟動(dòng)系統(tǒng)組成,幾大模塊相互串聯(lián)共同作業(yè),在工作中必須滿足五個(gè)控制要求:第一,排水泵站中的水泵控制開關(guān)需按照不同的工作方式選擇就地或遠(yuǎn)程控制功能;第二,通過檢測泵站中的水位差,確定泵機(jī)的工作狀態(tài),使自動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)能不間斷作業(yè);第三,為了降低應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)提高安全系數(shù),可在排水泵中加裝軟啟動(dòng)裝置,降低儀器啟動(dòng)時(shí)對電網(wǎng)、電機(jī)的沖擊;第四,系統(tǒng)無功功率因數(shù)補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)就地自動(dòng)補(bǔ)償控制;第五,PLC控制系統(tǒng)可以利用可編程序控制器實(shí)現(xiàn)對整個(gè)泵站泵機(jī)的監(jiān)控,并自動(dòng)記錄水位、運(yùn)行狀態(tài),及時(shí)預(yù)警[1]。

        二、排水泵站中PLC控制系統(tǒng)硬件系統(tǒng)構(gòu)成

        (一)配電部分

        目前我國大部分泵站中會采用雙電源供電回路完成配電裝置,開關(guān)柜型為GCK,通過綜合多種配電設(shè)備來保證供電的可靠性,同時(shí)根據(jù)地方城市排水泵站的設(shè)計(jì)特點(diǎn),可采用水泵電機(jī)一主一備的工作方式,相互協(xié)同工作,譬如確定主斷路器和饋電分支斷路器后購置一臺120kw的電機(jī)拖動(dòng)水泵抽水,這樣可以大幅度提高PLC控制系統(tǒng)的功率因數(shù),這一點(diǎn)是傳統(tǒng)繼電器不具備的優(yōu)勢。

        (二)主接線方案設(shè)計(jì)

        排水泵站中的PLC控制系統(tǒng)所耗費(fèi)功率較大,因此在設(shè)計(jì)之初必須充分考慮儀器啟動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用性,為了降低啟動(dòng)時(shí)對電機(jī)、電網(wǎng)的沖擊,可以選擇一些具備軟啟動(dòng)器的電機(jī),譬如施耐德電氣中的ATS轉(zhuǎn)矩控制,它可以在電流啟動(dòng)之初就根據(jù)泵機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況選擇恰當(dāng)?shù)念~定電流,有時(shí)還可以加速斜坡時(shí)間用于保護(hù)泵機(jī),提高電機(jī)的使用壽命。這種軟啟動(dòng)器具備故障檢測、預(yù)警輸出的功能,屬于雙向交互裝置,而傳統(tǒng)繼電器只能發(fā)揮單級作用。另外,由于電源的進(jìn)線柜和排水泵的啟動(dòng)開關(guān)設(shè)置在配電室中,因此選擇串聯(lián)電路是最省時(shí)、最便捷的方法,主接線回路經(jīng)過串聯(lián)可實(shí)現(xiàn)一臺啟動(dòng)器帶一臺電機(jī)的復(fù)制,在PLC控制系統(tǒng)的管控范圍內(nèi)啟動(dòng)任意一臺電機(jī)都可以做到啟動(dòng)器與電機(jī)的相互配合、相互備用,啟動(dòng)結(jié)束后接觸器可連接出現(xiàn)兩端,使啟動(dòng)器推出運(yùn)行裝置。

        (三)工作方式

        按照PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)作方式可將工作方式分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種。

        1、手動(dòng)方式

        軟啟動(dòng)器能維護(hù)PLC控制系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)的安全,所以它的工作模式相當(dāng)于一拖二加一臺軟啟動(dòng)器備用,在此情狀下我們可將軟啟動(dòng)器設(shè)置為手動(dòng)方式,就會根據(jù)模塊出現(xiàn)兩種選擇方式,由一個(gè)啟動(dòng)器居主導(dǎo)工作狀態(tài),另一個(gè)作為備用使用。手動(dòng)具有可操作性,換言之,在手動(dòng)開關(guān)選擇的方式下,可以實(shí)現(xiàn)對配電柜和電機(jī)水泵機(jī)組的系統(tǒng)控制,便于工作人員整體調(diào)試管理,而傳統(tǒng)繼電器無法實(shí)現(xiàn)集約化管理,它的調(diào)試及控制系統(tǒng)不能形成管理回路。

        2、自動(dòng)方式

        某些系統(tǒng)可以通過手動(dòng)完成調(diào)配,但是從排水泵站的整理來講,需要有綜合管理的自動(dòng)方式提高系統(tǒng)的集約性。軟啟動(dòng)器與電機(jī)互為備用,在計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化電子技術(shù)的輔助下可以出現(xiàn)較強(qiáng)的抗干擾能力,在自動(dòng)化設(shè)備的選擇上也應(yīng)選擇集成程度高的自動(dòng)化控制單元系統(tǒng)。譬如,選取設(shè)備的中央處理模塊可選用西門子中的S7-200系列PLC作為自動(dòng)化監(jiān)控的核心單元,數(shù)字量輸入模塊可選用EM221CN,輸出模塊可選用EM222CN[2]。

        (四)水位檢測方案

        在PLC控制系統(tǒng)中水位檢測的方式包括水位浮子開關(guān)、水深傳感器、超聲波液位計(jì)等,這些檢測裝置各有利弊,第一種水位浮子開關(guān)的開關(guān)安裝相對于另外兩種多有不便,并且需要同時(shí)安裝多個(gè)開關(guān)裝置才能實(shí)現(xiàn)水位檢測,后兩種雖在安裝操作上多有便捷,但價(jià)格昂貴。其中新型的水位控制器可以將探頭插入不同水池中,利用水的弱導(dǎo)電性可充分了解水池中的積水程度,工作人員接收指令即可了解水位檢測情況,進(jìn)而為后續(xù)工作奠定基礎(chǔ)。

        三、排水泵站中PLC控制系統(tǒng)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        一般軟件系統(tǒng)的選擇要根據(jù)硬件系統(tǒng)的配型決定,目前適用于排水泵站PLC控制系統(tǒng)的軟件程序非常多,大部分程序編輯器既可以在要求的編程器上運(yùn)行,也可以在普通的PC終端運(yùn)行,軟件系統(tǒng)大多由設(shè)定程度模塊、運(yùn)行程序模塊和中斷功能程序模塊組成,每一模塊會根據(jù)指令進(jìn)行不同的操作。譬如設(shè)定程度可用于功能選擇和定值設(shè)置,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)軟件的先期把控。這些操作功能是傳統(tǒng)繼電器所不具備的,因此PLC控制系統(tǒng)必將替代單級常規(guī)繼電器[3]。

        四、結(jié)語

        綜上,我們對排水泵站中PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用有了簡單認(rèn)識,PLC控制系統(tǒng)是一項(xiàng)較為復(fù)雜的工程,在設(shè)計(jì)與實(shí)施上具備碎片化與細(xì)節(jié)化內(nèi)容,為了不斷提高其應(yīng)用價(jià)值,需要進(jìn)一步加強(qiáng)數(shù)據(jù)的分析,用既定的程序推動(dòng)工程的建設(shè),使PLC控制系統(tǒng)具備更強(qiáng)的兼容性,其程序的實(shí)用性和可操作性也能得到進(jìn)一步發(fā)展。本文通過對排水泵站中PLC控制系統(tǒng)硬件系統(tǒng)構(gòu)成、排水泵站中PLC控制系統(tǒng)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡單探析,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步必然有更多值得分析的技術(shù)出現(xiàn),我們應(yīng)立足當(dāng)下,不斷創(chuàng)新,推動(dòng)地方排水泵站建設(shè)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]吳秀麗.排水泵站中的PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用[J].機(jī)電工程技術(shù),2017(03):102-105.

        [2]宋杰,肖興明,張憲鋒,等.煤礦井下排水泵站的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].煤礦機(jī)械,2016(05):844-846.

        [3]王瑞,許曉平.基于PLC的立交橋排水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化,2017(01):135-137.

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