摘要：計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和早期常規(guī)的自動(dòng)化系統(tǒng)有著本質(zhì)的不同，它具有響應(yīng)速度快、大容量信息存儲(chǔ)和記憶、復(fù)雜運(yùn)算和邏輯思維判斷、管理能力豐富、組網(wǎng)能力強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此，采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)己經(jīng)開(kāi)始成為當(dāng)前泵站自動(dòng)化的熱門(mén)課題。本文闡述了利用PLC，實(shí)現(xiàn)抽水泵站自動(dòng)控制，給出了泵站計(jì)算機(jī)監(jiān)控和保護(hù)系統(tǒng)，大大提高泵站運(yùn)行的安全可靠性。
　　關(guān)鍵詞：PLC，抽水泵站，自動(dòng)化
　　
　　隨著國(guó)家水利事業(yè)的發(fā)展，我國(guó)的抽水泵站發(fā)展十分迅速，現(xiàn)代化程度也在不斷加大。但由于早期技術(shù)的限制，加上資金短缺、無(wú)法及時(shí)更新或改造，使得監(jiān)控設(shè)備較為落后，管理水平低。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及大中型泵站管理水平不斷提高，泵站電氣設(shè)備自動(dòng)化控制程度要求越來(lái)越高。可編程控制器(PLC)，由于其使用靈活、功能強(qiáng)大、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，目前已在水利行業(yè)的各個(gè)系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。越來(lái)越多的泵站、水閘等水利設(shè)施都采用可編程控制器來(lái)組成控制系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的要求。
　　一、抽水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　從目前采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的泵站來(lái)看，常見(jiàn)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)類(lèi)型主要有集中式處理系統(tǒng)和分層分布式處理系統(tǒng)兩種。
　　（1）集中式處理系統(tǒng)
　　集中式處理系統(tǒng)指將該系統(tǒng)的各種功能，如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、人機(jī)通信等均集中完成。這里既包括邏輯上的集中，同時(shí)也含有物理上集中的意思。
　　集中式處理系統(tǒng)是通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)水泵站運(yùn)行過(guò)程及參數(shù)進(jìn)行采集、處理、分析計(jì)算，并將結(jié)果用于控制水泵站的自動(dòng)化運(yùn)行操作和監(jiān)督報(bào)警。該系統(tǒng)通常是全泵站只設(shè)置一臺(tái)或二臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)，對(duì)整個(gè)泵站進(jìn)行集中監(jiān)視、控制。
　　（2）分層分布式處理系統(tǒng)
　　分布式系統(tǒng)最基本要求是:多個(gè)分布的資源;統(tǒng)一的操作系統(tǒng);資源獨(dú)立而又相互作用。可按功能、對(duì)象以及兩種方式結(jié)合構(gòu)成應(yīng)用系統(tǒng)。分層控制理論是20世紀(jì)80年展起來(lái)的一種新理論，它是控制系統(tǒng)理論的一個(gè)分支，是從控制論的角度來(lái)研究多個(gè)互相影響的系統(tǒng)的控制方法。它把“中央的控制中心”對(duì)“各子系統(tǒng)的控制中心”的監(jiān)視，以及確定“各子系統(tǒng)控制中心”的控制方向問(wèn)題提高到理論上來(lái)，從控制命令的產(chǎn)生、命令執(zhí)行結(jié)果信息的反饋流向、被采集的信息上傳關(guān)系、各級(jí)的操作權(quán)限等來(lái)看，是一個(gè)典型的正置三角形的、至上級(jí)控制中心中央——地方模式的、帶有一定程度中央集權(quán)性質(zhì)的系統(tǒng)。
　　PLC-“可編程控制器”作為一種工業(yè)控制設(shè)備，不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)量的邏輯控制，還具有數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、運(yùn)動(dòng)控制、模擬量PID控制、聯(lián)網(wǎng)通信等功能，其控制具有高精確度、高可靠性且功能強(qiáng)大。
　　三、PLC在抽水泵站中應(yīng)用
　　目前，該泵站裝設(shè)6臺(tái)機(jī)組，單機(jī)功率1600KW，2臺(tái)變壓器分別為7500KVA、5600KVA為泵站供電，并有廠用變壓器及輔助設(shè)備(油、氣、水系統(tǒng))，現(xiàn)用PLC構(gòu)成該站自動(dòng)監(jiān)視控制系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)全計(jì)算機(jī)控制方式。配置該站的PLC系統(tǒng)過(guò)程如下:
　　（1）確定該站的控制方向及控制點(diǎn)類(lèi)型
　　根據(jù)要求，該站控制(監(jiān)視)目標(biāo)為全計(jì)算機(jī)控制方式，這就要求所采節(jié)點(diǎn)參數(shù)要盡量齊全，即所涉及的監(jiān)控點(diǎn)盡量進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
　　因該站控制操作及監(jiān)視設(shè)備有各種開(kāi)關(guān)位置信號(hào)，水位、壓力、流量、電壓、電流、功率等參數(shù)，故選用的模塊包括各種開(kāi)關(guān)量輸入、輸出模塊，模擬量輸入模塊，當(dāng)然要有系統(tǒng)必須的電源模塊、CPU模塊及網(wǎng)絡(luò)通信模塊。
　　（2）計(jì)算各類(lèi)型參數(shù)點(diǎn)數(shù)
　　計(jì)算參數(shù)點(diǎn)數(shù)的目的是為了選用各類(lèi)模塊的數(shù)量及便于組盤(pán)計(jì)算各類(lèi)型參數(shù)點(diǎn)數(shù)時(shí)，一般是分類(lèi)型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)于機(jī)組，可分機(jī)組進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其它設(shè)備如主變和輔助系統(tǒng)單獨(dú)計(jì)算。
　　（3）確定采用的PLC類(lèi)型
　　對(duì)于參數(shù)較多，宜選用應(yīng)用成熟的便于組成大型系統(tǒng)的PLC，如參數(shù)較少的，可采用一些專(zhuān)用小型PLC。如用模塊化系統(tǒng)，需確定采用的模件I/O點(diǎn)數(shù)，對(duì)應(yīng)即可算出模件數(shù)量及對(duì)應(yīng)的CPU和POWER模塊的類(lèi)型。
　　(4)工程組盤(pán)
　　因PLC模塊均為標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)，其尺寸大小一般按IEEC標(biāo)準(zhǔn)組盤(pán)，所有，在模件數(shù)確定后，即可在標(biāo)準(zhǔn)化盤(pán)柜上安裝接線。一般大型泵站兩臺(tái)機(jī)可組成一個(gè)盤(pán)，公用設(shè)備組成一個(gè)盤(pán)。對(duì)于中小泵站可根據(jù)不同容量及控制監(jiān)視要求適當(dāng)縮小規(guī)模。
　　(5)系統(tǒng)安裝調(diào)試
　　根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及功能要求將監(jiān)控柜與外圍設(shè)備(各類(lèi)控制開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)、變送器、傳感器、電磁閥等)連接起來(lái)后，便可進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。也就是進(jìn)行系統(tǒng)流程編制和調(diào)試(實(shí)際上，流程的編制可提前進(jìn)行)。調(diào)試是一個(gè)反復(fù)過(guò)程，在調(diào)試中，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)改正，有不合適的或有死循環(huán)的流程，在調(diào)試中亦能得到糾正和改進(jìn)。
　　(6)統(tǒng)試運(yùn)行
　　在完成系統(tǒng)調(diào)試后，確認(rèn)接線無(wú)誤，可送電進(jìn)行系統(tǒng)試運(yùn)行，此時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在上位計(jì)算機(jī)可監(jiān)視到各個(gè)參數(shù)情況，亦可利用直接與PLC的CPU連接的編程器或其它編程終端(如PC機(jī))監(jiān)視流程執(zhí)行情況，如模擬機(jī)組試運(yùn)行時(shí)，可觀測(cè)到各節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作情況，從而判斷流程的正確與否。
　　(7)系統(tǒng)開(kāi)機(jī)運(yùn)行
　　一般情況下，在經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試和試運(yùn)行后，確認(rèn)無(wú)誤，可讓機(jī)組帶負(fù)荷運(yùn)行72小時(shí)，以檢驗(yàn)系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、可操作性等。至此，由PLC構(gòu)成的監(jiān)控系統(tǒng)就算完成了。
　　四、PLC流程的編制
　　PLC流程的編制有兩種方式，從硬件上有編程器編程方式和PC機(jī)編程方式，從編程語(yǔ)言上有指令碼方式和梯形圖編程方式。一般情況下，編程器采用指令碼方式，PC機(jī)采用專(zhuān)門(mén)軟件梯形圖編程。相對(duì)來(lái)講，用PC機(jī)編程更直觀，易于掌握，修改、調(diào)試亦方便，不像編程器那樣要記很多的代碼。但其缺點(diǎn)是要占用PLC更多的內(nèi)存。
　　4.1編制主程序、開(kāi)入量采樣通信程序
　　在該P(yáng)LC編程環(huán)境下，可通過(guò)選取Create分別建立主程序(Mainprogram)、開(kāi)入量讀取程序(Storedio)等，然后在相應(yīng)的編程界面下編制程序(采用梯形圖編程)。
　　4.2子程序的編制
　　當(dāng)用PC把流程梯形圖編制好后，可以灌入PLC。具體操作為:關(guān)掉PLC電源，用連接線將PC串口COMI與PLC相連，然后打開(kāi)PLC電源，在PC中調(diào)用編程程序，將編制好的流程灌入(傳送)至PLC中，然后可在PC機(jī)上觀察到系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)情況。
　　同樣，如果PC中流程丟失，亦可以將PLC中流程傳到PC中。在流程灌入PLC后，可以對(duì)流程進(jìn)行在線模擬運(yùn)行，以察看流程運(yùn)行情況是否符合要求，如不符合，可以在線進(jìn)行修改。同時(shí)，在模擬運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)暫時(shí)有些不滿足條件的位置節(jié)點(diǎn)，可強(qiáng)置其為0或1
　　(PLC中用0和1表示位置節(jié)點(diǎn)的開(kāi)和斷位置)，以模擬實(shí)際情況，以察看流程的正確與否。
　　總之，PLC編程的靈活、多樣，有多種實(shí)現(xiàn)真空破壞閥自動(dòng)控制程序的設(shè)計(jì)方法，PLC另外具有以下特點(diǎn)：1．使用方便，硬件配套齊全。2．工作速度快。3．通用性、適應(yīng)性強(qiáng)。4．可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。5系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少。6．維修容易、方便。7．體積小，能耗低。
　　五、結(jié)束語(yǔ)
　　自PLC系統(tǒng)在該泵站投入運(yùn)行以來(lái)，水泵和閥門(mén)的工作準(zhǔn)確率大大提高，減輕了監(jiān)護(hù)人員的工作壓力。同時(shí)也縮短了工程的開(kāi)發(fā)和維護(hù)周期，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，節(jié)省了工程的開(kāi)發(fā)費(fèi)用。另外，也為國(guó)內(nèi)泵站的自動(dòng)化建設(shè)提供了很好的參考價(jià)值。PLC推廣應(yīng)用在我國(guó)也得到迅猛發(fā)展，正給我們的日常生活和工作生產(chǎn)帶來(lái)越來(lái)越多的方便!
　　
　　
　　
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