PLC在泵站自动控制系统中的应用

王辛

摘要：可编程序控制器PLC具有其十分独特的特点及优势，被广泛应用在泵站自动化控制系统中。它不仅可以用来检测控制系统的数据、处理控制系统的数据，而且它还可以实行对现场自动化设备的控制管理。本文我们主要论述了PLC在泵站自动化系统中的应用，以及PLC的特点及其优势。

关键词：PLC；泵站；自动控制系统；应用

PLC其实是指可编程逻辑控制器，而可编程的存储器是其中比较重要的组成部分，其不仅具备逻辑运算程序、存储程序、执行程序，还能够对设备发号逻辑指令和顺序等，而且还可以在输入/输出到控制的机型或者设备过程中，把信号通过数字模拟的形式输入进去。简而言之PLC其实就是一种小型计算机，其具有控制功能。

1 泵站自动化控制系统的简介

从1997年我国就开始对泵站设计提出了明确的规范要求，针对这些要求我们提出采用可编程控制器PLC，从而可以实现泵站的自动化控制。接下来我们将详细介绍一下PLC在泵站自动控制系统中的设计及应用。

1.1 泵站控制系统结构组成

通常情况下，泵站控制系统结构一般是由可编程逻辑控制器PLC、低压控制屏、MCC柜及外围电气设备等几个部件构成的。其实这些设备都是利用以太网和主控室进行连接的。这些部件组成中PLC是泵站自动控制系统中比较重要的组成部分，其能够对泵站各个设备的运行状态和工作状态进行实时监控，并且把这些监控信息传输到监控系统，以更好的实现对泵站控制系统的有效监控和控制。泵站控制系统中的低压控制屏能够实现对泵、阀等外围设备的有效管理和控制，其一般是借助低压控制屏来实现PLC开关量的输入，同时PLC输出模块开关量也可以借助低压控制屏来实现对外围设备的有效控制。MCC柜可以实现对大型排污泵功能的有效控制，一旦泵开始运行，MCC柜就可以借助输入PLC的开关来实现对整个输入模块的有效控制，在变频器或者启动器的作用下，大型泵还可以借助PLC和总线Device net进行连接，这样一来PLC就能够通过总线来实现对变频器、软启动器等相关参数的有效检测和控制。同时，还能够将泵站的各种数值、数据等信号输入到PLC模块之中。

1.2 泵站控制系统设计方案

我们采用将机组高压柜和电容馈线柜中装有ALSTOM智能保护装置，将其中的I＼O参数使用MODBUS总线传输到PLC中去。机组和其中的辅助设备的各个状态接点和控制接电接到PLC上边去。然后数据再经过PLC处理后，采用串口通信送到触摸屏上从而实现了显示，再通过使用以太网传输到上机位上去。比如一级泵站设有8台卧式离心泵，配有其异步电动机，就可以直接启动。除此水泵出口管道上还装有蝶阀，在水泵启动投入运行前，必须进行抽真空工作，然后每台水泵都有抽真空电动阀。水泵以及辅助设备还需要设计自动操作控制程序，其中主要包括水泵以及真空泵PLC的控制，两者都要紧密联系起来，从而构成了泵站的自动控制系统。其中每台水泵与配套真空泵都需使用了一台PLC来进行控制，所以每台泵车需要使用两台PLC来控制，全站共需要8台PLC。在水泵控制屏上要有一个开泵的命令指令，并利用PLC来完成水泵启动的全部环节，第一步要进行开电动闸阀，第二步开真空泵，再第三步进行关电动闸阀，第四步关真空泵，第五步合主泵电动机开关。以此一样，在控制屏上只有一个停泵命令可以完成整个停泵的全过程，首先先停水泵，然后进行关蝶阀。在启动环节和运行的过程中，任何一个环节出现故障都可实现自动报警。

1.3 泵站控制系统的主要功能

泵站控制系统主要有报警功能，当高压柜或者是电容馈线柜等出现问题时，或者是辅助设备发生事故或者故障时，PLC中专门的输出接口将接到指令。这时，触摸显示屏上将会出现报警界面，提醒工作人员，以等待工作人员及时的处理。泵站控制系统还具有机组启停功能，当工作人员在触摸显示屏上一旦按住了开机或者是停机的按键之后，PLC就将会自动完成开机或者停机过程。所以一旦发生故障或者是事故时，就可以通过PLC显示屏上的按键即可停止工作。泵站控制系统还具有数据处理的功能，PLC可以处理其包括泵组进口压力、出口压力和电机定子温度以及油水等温度几个模拟量。它还具有通讯功能，可以实现和触摸显示屏的串口通讯，还可以实现和智能保护装置的MODBUS总线通讯。除此之外，它还具有机组辅助设备以及碟阀控制可能。

2 可编程逻辑控制器PLC的功能特点

可编程逻辑控制器PLC其最基本的功能是，可以控制系统软件顺次扫描各输入点的状态，可以按照用户程序来进行控制逻辑，然后再按照顺序向各个输出点发出其相应的控制信号。可编程逻辑控制器PLC的内部是很丰富的，具有多种器件，像输出继电器、保持继电器、特殊继电器、数/模、模/数、转换器、计数器、计时器、以及输入输出信号显示等等。PLC也可以用来替代比较常规的电流和电压信号、中间继电器等，从而实现了自锁、互锁、顺序、延时等控制。

2.1 PLC可编程逻辑控制器具有高可靠性

在泵站自动控制系统中，PLC控制器的高效性包括了以下两个方面：（1）硬件方面。在对开关电源进行选择的过程中，要对其类型、质量、性能等参数进行严格的审查和筛选，并将其配合成相对比较合理的控制系统结构。因此，PLC在抗震性和坚固性等方面具有非常强的性能，同时，PLC还需要配备缺少触点的半导体来实现对开关的有效安装，从而避免了继电器出现安全故障，避免系统元器件发生脱焊、老化等现象，此外， 泵站自动控制系统中的全部输出接口或输入接口都需要借助光电隔离技术，这样就可以有效隔离内外电路，并按照一定的方式将PLC划分为几个模块，如果其中某个模块在运行过程中出现问题，则可以对故障模块进行快速的诊断和维修，从而有效的缩短了故障的维修时间。（2）软件方面。在泵站自动控制系统中，PLC的監控定时器能够实现对执行用户程序进行有效的监控，并及时发现运算处理器的延迟问题，以实现对程序问题的有效维修，避免一些不正确的程序影响整个系统的运行效率。一旦其控制系统的输入、输出、CPU及通信接口等出现安全故障时，PLC可以借助自身的诊断技术来对其进行相应的检测和诊断，并且也可以采取一定的措施，这样就可以及时、方便、有效地避免故障的扩大化。如果遇到停电事故时，后备电池会立即运行，以实现对相关数据的有效保护，因此就可以在一定程度上保证信息的完整性。

2.2 PLC可编程逻辑控制器具有使用方便、应用灵活等特点

实际上，大部分PLC控制器的设计都是在模块化的基础上完成的，因此用户可以按照自己的需求来对泵站自动控制系统的工艺流程、规模大小及控制要求等进行科学、合理的选择，并设计出一套与PLC模块相对应的资源配置，这样一来不仅可以有效的降低对硬件配置的需求，而且还可以提高系统的运行效率和质量。

2.3 PLC可编程逻辑控制器具有易于安装、调试、维修等优势

在泵站自动控制系统中，PLC用软件功能有效的替代了继电器控制系统中的时间继电器、中间继电器、计数器等器件，有效降低了控制柜的安装、设计、接线工作量。

PLC的用户程序能够借助实验室的模拟来完成调试工作，用小开关来模拟输入信号，通过PLC上的发光二极管能够对输出信号的实时状态进行系统的观察。当泵站自动控制系统安装和接线完成之后，对于现场统调所发现的问题可以通过对其程序的修改给予有效的解决，而且该系统的调试时间也远远小于继电器系统的调试时间。

PLC具有非常低的故障发生率，而且自诊断和显示功能相对比较完善。PLC或外部的执行机构和输入装置一旦出现故障，可以根据PLC上编程器或发光二极管提供的信息来对故障进行分析，准确查找诱发故障的原因，并采取有效对策给予解决。

2.4 PLC控制器具有非常强大的网络功能

如今，PLC在我国已经获得了非常快的发展，并且具备比较强的网络功能。借助PLC能够对泵站自动控制系统进行有效的控制，还能够实现对上位机通信和内部通信的有效控制，此外还可以借助互联网来进行上网或者是利用无线上网。所以PLC控制器具有强大的网络功能，从而可以实现自动化控制。

3 总结

我们发现在泵站自动化控制系统中使用PLC控制器具有很多优点，不仅可以减少启动泵的启动次数，还可以及時读取事故或障碍，并及时地停止或启动工作，还使得泵站自动化控制系统更简便易操作，从而也可以实现对泵、阀等设备的自动化控制功能等特点。所以我们应该将PLC可编程逻辑控制器广泛地应用在泵站的自动化控制系统中去。

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