PLC 在泵站自动控制系统中的运用

冯海军

（甘肃省景泰川电力提灌水资源利用中心，甘肃 白银 730400）

由于PLC 控制系统在以前单级的继电器上引入了更加先进的数字化控制技术，所以其在应用中具有智能化强等优点，所适用的范围也比较广。特别是将此技术应用在泵站控制系统中，能够为中国城市化建设提供一定的帮助。

1 PLC 的特点和概念

PLC 全称为“可编程控制技术”，属于现阶段一种应用数字计算实现对设备有效操作的电子系统。此控制系统可以根据工业设计的具体需求，实现对软件的开发和设计，应用可编程存储器，保证内部存储逻辑运算的有效性。通过流程控制和运算等相关功能完成操作，然后通过模拟和数字信号的输入和输出，保证各种生产操作的合理性。现如今，PLC 在工业生产控制过程中已经得到有效应用，并且其应用的范围也比较广泛，在多种复杂的工业生中也得到了一定应用，具有非常好的作用价值[1]。PLC 控制技术具有成本低和自身性能非常强大的特点。PLC 功能会随着计算机技术的发展不断完善，这在一定程度上增强了PLC 的适用性，实现对大量信息的有效处理，从而进一步提高设备的运行效率。其次，PLC 能够与通信技术有效结合，这主要是因为PLC 技术和通信技术的融合度高，进而实现对信息的准确传输。

2 泵站自动控制系统的组成

2.1 集中式处理系统

在对集中式处理系统的功能作用进行分析时，发现其可以实现对数据的采集和处理，实现人机通信。此系统还可以通过数据采集系统对水泵站的运行过程进行优化，采集和处理系统运行中的参数，通过分析计算，将结果用于水泵站的控制系统，实现自动化运行和操作，保障监督的全面性。此系统，通常在全泵站只可以设置1 台或者是2 台监控计算机，进而实现对整个泵站的集中化监视。

2.2 分层分布式处理系统

一般情况下，分布式系统在运行中的基本要求为资源是独立和相互的，操作人员能够按功能和对象等构成完善的应用系。在分层控制理论上，可以多角度掌握控制方法，通过对各子系统控制中心的全面监督和控制，保证结果信息反馈流向的准确性。同时，还要对所采集的信息进行整合，属于中央集权性质非常强的系统。

3 PLC 控制设备对选型和功能的要求

3.1 主控级设备与功能要求

在对泵站的主控制系统进行分析时，发现其中的内容较多。要想保证系统稳定运行，需要及时发现故障问题，实现对主机和备份的监控。计算机在运行中要自动接管所有的操作工作站，保证监控主机运行的稳定性。其中的2 个主机可以同时使用，在此基础上值班操作人员还能够对数据进行准确计算与处理，加强对数据信息的有效管理。

特别是PLC 在泵站自动控制系统中的有效应用，不仅可以实现对数据报表的打印，还能够强化控制的功能，实现语音报警。此外，整个泵站在运行中，要想对其进行有效控制，需通过对鼠标与键盘的有效应用，强化显示器的功能，进而获得各种信息，实现对原有系统的深入开发。

3.2 现控级设备的功能要求

现如今，随着各种先进技术在泵站中的应用，可以对自控制单元进行有效控制，并且还具有非常好的自检功能。但是，当前其在发生故障时会自动报警，进而保证系统运行的安全性和稳定性。不同系列的PLC 技术功能作用不同，具有非常多的通信方式[2]。比如，某个项目选择了自动化强的RS485 通信模块，可以实现对电流的有效控制，保证装置和PLC 控制柜安装的准确性，将其应用到每个单元，科学安排在泵室中，实现对数据的采集。在此设计中，PLC 控制柜使用了专用的RS485 通信模块，具有非常好的通信性，泵与电机的各种自动部件都具有非常强的自动化功能。

4 PLC 在泵站自动控制系统中的应用要点

为了实现对PLC 的有效应用，需要对泵站自动控制系统进行优化，及时发现其中的故障。比如，某个泵站在建设中，装设了6 台机组和2 台变压器，加强对现用PLC 技术的有效应用，在此基础上构成此站自动监视控制系统，科学应用计算机控制方式，加强PLC在泵站自动控制系统中的科学应用，为此系统的稳定运行提供保障。

4.1 选择控制方向和控制点类型

在应用PLC 前，要在泵站自动控制系统上对监视目标进行合理化设计，保证全计算机控制系统运行的稳定性。因此，所有采节点参数要保证齐全，也就是所涉及的监控点，尽量放入计算机系统中，进而达到实际的设计要求。

因此，在对泵站自动化控制系统进行完善和设计时，不仅要规范自身的操作，还需要对所有的设备进行全面监视，实现对各种开关位置的科学化设置，对水位、压力、电压和功率等参数进行准确确定。在具体的设计中，要选用合理的模块，通过对各种开关和输出装置的科学设置，保证网络通信系统稳定运行。

4.2 加强对各类型参数点数的计算

工作人员要明确计算参数点数的目的，主要是为了对各类模块的实际数量进行选用，便于组盘计算不同类型的参数点数，保证设备运行的稳定性。结合泵站自动控制系统的运行情况，确定PLC 的类型。如果其中的参数比较多，最好选用成熟便于组成的大型系统PLC。如果其中的参数较少，需要加强对专用小型PLC 的有效应用。比如，在应用模块化系统时，设计人员要确定采用的模件I/O 点数，计算出模件数量，实现对泵站自动控制系统的完善和优化。

4.3 数据处理

在主计算机设计中，要及时更新实时的数据库，加强对泵站的自动化管理，实现对运行数据的存盘和保存，整合历史数据，在此基础上保证相关数据的连续性。同时，在对数据信息进行处理时，需要分析和处理所收集的不同LCU 数据，对脉冲记度和维护管理统计等多种内容进行准确计算。要注意监视的类型，通过对计算机监控系统的应用，对泵站自动控制系统的实际运行情况进行分析，明确受控状态变化[3]。

如果监控系统出现了异常情况，会马上进行报警处理。同时，还要注意对故障和报警报告系统的完善和设计。主要是因为故障可使用两级报警优先权，也就是红色和黄色。红色表示高级优先，当一个主设备出现故障，一般会禁止所有的控制输出工作，进行语音报警，及时显示及记录打印中的故障类型，完善解决方案；黄色表示警告，这就要求操作人员对其中的故障进行纠正，按照报警的时间和先后顺序，将其打印出来。

4.4 做好泵站运行指导工作

当开启或者是停止指令下达完后，监控系统能够自动显示打开，或者是停止监控画面。在此过程中，监控系统图表和图像可以更加全面地显示泵站自动控制系统的运行情况，让其可以自动转换为安全的状态。如果遇到特殊情况，需要闭环自动控制操作。同时，监控系统还需要自动识别不同的开启和停止方式，进而做出相对应的反应。PLC 在泵站自动控制系统中的应用，能够对其中的故障进行准确显示，及时发现其中的事故，找出事故发生的原因，完善解决方案。此外，系统在开机运行前一般要进行反复调试和试运行后，等到其确认无误，才可以让机组带负荷运行72 h，并且检验系统的稳定性和可靠性也非常强，从而实现对系统的综合性监督。

5 应用情况

5.1 集水池控制中的应用

泵站自动控制系统的稳定运行，与集水池的实际水位高低存在直接关系。目前，集水池中主要有3 类选择模式，首先是正常模式，也就是通过PLC，实现对相关内容的自由控制；此外2 类是雨天和暴雨，在这2 类模式下不能进行自动控制，需要由人工对其进行控制，一般需要剩余一台污水泵将其作为备用，其余的均投入污水处理中，不断提高污水处理速率[4]。

但是，受一些客观因素的影响，集水池在设计中还存在一定的问题，泵数并不能进行准确确定，这会对集水池处理的质量带来影响。因此，需要结合泵站的实际情况，对泵进行科学设置，结合集水池的水位，向PLC 传输关键的控制信号，经过PLC 分析信号后；然后传输到控制中心，如需要加泵，主要由PLC 协助，选择出无故障的污水泵，更加迅速地转为开启状态[5]。

在减泵的时候，需要停止运行时间长的污水泵，在此过程中，要保持间隔启动时间在20 s 上。主要是为了防止污水泵受到影响，保证集水池信息传输的有效性。

5.2 格栅池控制中的应用

由于格栅池的运行情况非常敏感，如果存在一定的启动条件，就可以投入运行，所以在对格栅池进行控制时，一定要体现高性能的自动化。当格栅池运行时，如果控制不到位，就会导致格栅池停止运行，并不利于对污水的有效处理。尤其是在PLC 支持下，可以对误差进行随时控制，保证PLC 技术应用的合理性，强化格栅池的控制能力[6]。

5.3 运行设置中的应用

泵站自动控制系统在运行中，需要经过基本的PLC 处理，主要是为了确保参数设置的准确性。一般情况下，运行设置主要分为4 项[7]：①白天设置。主要应用PLC 对2 组格栅进行控制，实现同步运行，采取措施通过控制液位差对格栅启动进行干预，在此基础上积极发挥2 组格栅自动化的特点。PLC 技术在白天模式中的有效应用，可以最大数量及时启动运行泵，更好地控制污水泵的启动。②夜间设置。由于夜间和白天情况基本一致，其在参数值上存在差异。③暴雨的设置。首先需要关闭进水装置，适当降低污水泵中的水位，通过对PLC 控制技术的应用，将其中的水位控制在标准线以下，等水位达到标线时，PLC 就会停止工作，保证污水泵自动化控制系统稳定运行。④雨天设置。雨天环境中，泵站自动化系统中的进水装置主要呈现关闭动作，等进水装置关闭后，结合具体的顺序，及时开启进水闸，进而保障运行设置的有效性。

6 结束语

由此可见，随着中国科学技术水平不断提高，PLC在中国泵站自动控制系统设计中得到了有效应用。此控制技术具有比较好的灵活多样性，可以实现对泵站系统的优化和改进，通过全面监督，及时发现其中的故障问题，在减轻泵站设备维护时间和成本的同时，保证泵站控制系统运行的稳定性和安全性，从而进一步促进中国泵站的现代化建设进程。