排水泵站中的PLC控制系统应用探究

陈冲

摘要：排水泵站是市政建设与工程管理的重要存在，其具有排水防涝的价值，排水泵作为站内主要的作业设备必须不断更新装置，提高排水泵的实用性和可操作性。目前泵站中排水泵大多被单级常规继电器控制，这种管控系统缺乏自我诊断能力，启动速度慢且定值修改不便，因此难以满足社会要求。PLC控制系统在传统单级常规继电器的基础上引入了微电子技术与自动控制技术，具有智能化和自动化的优点，适用范围广且可操作性强，若能通过研究将PLC控制系统与排水泵有机结合起来必能推动排水泵站的进一步发展，进而为城市基建提供帮助。

关键词：排水泵 PLC控制系统 应用

引言：

随着计算机技术与网络通信技术的交互发展，衍生出大量的新兴技术，这些技术无一不改变着人类生产生活，PLC控制系统集合了当前智能化、自动化技术，作为一种新型工业控制装置，它可以取代传统继电器建立柔性远程控制系统，并在微电子技术的辅助下执行逻辑、计时、计数等顺序控制功能。为了进一步说明排水泵中PLC控制系统的应用，必须不断进行分析研究，通过探究为技术进步提供理论依据。

一、排水泵站中PLC控制系统的组成及控制要求

PLC控制系统内部一般采用循环扫描完成工作，在城市排水泵站中其控制系统主要由水位监测系统、主机控制系统、仪器启动系统组成，几大模块相互串联共同作业，在工作中必须满足五个控制要求：第一，排水泵站中的水泵控制开关需按照不同的工作方式选择就地或远程控制功能;第二，通过检测泵站中的水位差，确定泵机的工作状态，使自动循环系统能不间断作业;第三，为了降低应用风险提高安全系数，可在排水泵中加装软启动装置，降低仪器启动时对电网、电机的冲击;第四，系统无功功率因数补偿实现就地自动补偿控制;第五，PLC控制系统可以利用可编程序控制器实现对整个泵站泵机的监控，并自动记录水位、运行状态，及时预警[1]。

二、排水泵站中PLC控制系统硬件系统构成

（一）配电部分

目前我国大部分泵站中会采用双电源供电回路完成配电装置，开关柜型为GCK，通过综合多种配电设备来保证供电的可靠性，同时根据地方城市排水泵站的设计特点，可采用水泵电机一主一备的工作方式，相互协同工作，譬如确定主断路器和馈电分支断路器后购置一台120kw的电机拖动水泵抽水，这样可以大幅度提高PLC控制系统的功率因数，这一点是传统继电器不具备的优势。

（二）主接线方案设计

排水泵站中的PLC控制系统所耗费功率较大，因此在设计之初必须充分考虑仪器启动系统的应用性，为了降低启动时对电机、电网的冲击，可以选择一些具备软启动器的电机，譬如施耐德电气中的ATS转矩控制，它可以在电流启动之初就根据泵机的运转情况选择恰当的额定电流，有时还可以加速斜坡时间用于保护泵机，提高电机的使用寿命。这种软启动器具备故障检测、预警输出的功能，属于双向交互装置，而传统继电器只能发挥单级作用。另外，由于电源的进线柜和排水泵的启动开关设置在配电室中，因此选择串联电路是最省时、最便捷的方法，主接线回路经过串联可实现一台启动器带一台电机的复制，在PLC控制系统的管控范围内启动任意一台电机都可以做到启动器与电机的相互配合、相互备用，启动结束后接触器可连接出现两端，使启动器推出运行装置。

（三）工作方式

按照PLC控制系统的运作方式可将工作方式分为手动和自动两种。

1、手动方式

软启动器能维护PLC控制系统在启动时的安全，所以它的工作模式相当于一拖二加一台软启动器备用，在此情状下我们可将软启动器设置为手动方式，就会根据模块出现两种选择方式，由一个启动器居主导工作状态，另一个作为备用使用。手動具有可操作性，换言之，在手动开关选择的方式下，可以实现对配电柜和电机水泵机组的系统控制，便于工作人员整体调试管理，而传统继电器无法实现集约化管理，它的调试及控制系统不能形成管理回路。

2、自动方式

某些系统可以通过手动完成调配，但是从排水泵站的整理来讲，需要有综合管理的自动方式提高系统的集约性。软启动器与电机互为备用，在计算机技术与自动化电子技术的辅助下可以出现较强的抗干扰能力，在自动化设备的选择上也应选择集成程度高的自动化控制单元系统。譬如，选取设备的中央处理模块可选用西门子中的S7-200系列PLC作为自动化监控的核心单元，数字量输入模块可选用EM221CN，输出模块可选用EM222CN[2]。

（四）水位检测方案

在PLC控制系统中水位检测的方式包括水位浮子开关、水深传感器、超声波液位计等，这些检测装置各有利弊，第一种水位浮子开关的开关安装相对于另外两种多有不便，并且需要同时安装多个开关装置才能实现水位检测，后两种虽在安装操作上多有便捷，但价格昂贵。其中新型的水位控制器可以将探头插入不同水池中，利用水的弱导电性可充分了解水池中的积水程度，工作人员接收指令即可了解水位检测情况，进而为后续工作奠定基础。

三、排水泵站中PLC控制系统软件系统设计

一般软件系统的选择要根据硬件系统的配型决定，目前适用于排水泵站PLC控制系统的软件程序非常多，大部分程序编辑器既可以在要求的编程器上运行，也可以在普通的PC终端运行，软件系统大多由设定程度模块、运行程序模块和中断功能程序模块组成，每一模块会根据指令进行不同的操作。譬如设定程度可用于功能选择和定值设置，进而实现软件的先期把控。这些操作功能是传统继电器所不具备的，因此PLC控制系统必将替代单级常规继电器[3]。

四、结语

综上，我们对排水泵站中PLC控制系统的应用有了简单认识，PLC控制系统是一项较为复杂的工程，在设计与实施上具备碎片化与细节化内容，为了不断提高其应用价值，需要进一步加强数据的分析，用既定的程序推动工程的建设，使PLC控制系统具备更强的兼容性，其程序的实用性和可操作性也能得到进一步发展。本文通过对排水泵站中PLC控制系统硬件系统构成、排水泵站中PLC控制系统软件系统设计进行了简单探析，随着技术的不断进步必然有更多值得分析的技术出现，我们应立足当下，不断创新，推动地方排水泵站建设。

参考文献：

[1]吴秀丽.排水泵站中的PLC控制系统应用[J].机电工程技术，2017（03）：102-105.

[2]宋杰，肖兴明，张宪锋，等.煤矿井下排水泵站的监控系统设计[J].煤矿机械，2016（05）：844-846.

[3]王瑞，许晓平.基于PLC的立交桥排水泵站自动控制系统设计[J].机械工程与自动化，2017（01）：135-137.