【基于PLC的污水泵站自动控制系统】污水处理泵站

经验交流

ＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ

《自动化技术与应用＂２０ｌ０年第２９卷第５期

基于ＰＬＣ的污水泵站自动控制系统

王明军

（淮安同方水务有限公司工程技术部，江苏淮安２２３００２）

摘要：本文介绍厂一种基于ＰＬＣ的污水泵站水泵自动控制系统，给出了控制系统的硬件配置，ＰＬＣ的梯形Ｉ割程序流程。该控制系

统软件设计合理，没有固定哪一台水泵为备用泵，而是让备用水泵跟其它工作水泵一样投入运行，实际上起到了三台水泵互为备用效果。

关键词：ＰＬＣ；泵站；梯形图程序中图分类号：ＴＭ５７１．６ｌ

文献标识码：Ｂ

文章编号：１００３７２４１（２０１０）０５—０１１５—０３

Ａｕｔｏｍａｔｉｃ

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ＰＵｍｐｉｎｇＳｔａｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ

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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｌｏｇｉｃ

１

引言

污水提升泵站是城市污水进入污水处理厂后第一

出了电气控制线路（见图Ｉ），ＰＬＣ梯形图程序流程图及部分梯形图程序（见图２，图３）。

某泵站配置如下：有三台同等容量的污水泵１号，２号，３号，其中两台水泵的额定抽水能力能满足正常情况下最大污水量要求。三台水泵两用一备，只有在雷雨季节才有可能三台水泵同时工作。

ＳＯ，ＳＩ，Ｓ２，Ｓ３为水位开关，当浸入水中时为ＯＮ，无水时为ＯＦＦ状态．，Ｓ０为停泵水位，Ｓ１为启动一台水泵运行水位，Ｓ２为启动两台水泵运行水位，Ｓ３为报警水位，当水位达到Ｓ３时，三台水泵同时投入运行。

道处理环节，提升污水，给污水增加势能，后续工艺才能进行下去；城市污水管网星罗棋布，也得靠污水提升泵站来保证污水正常流淌。目前污水泵站水泵的自动控制一种是在集水井安装超声波液位计，超声波液位计将集水井中的水位信号送给ＰＬＣ，由ＰＬＣ自动控制水泵的运行，另外一种控制方式是在集水井中安装水位开关，将水位开关信号送给ＰＬＣ，到预先设置好的水位后自动开／停污水泵【ｌＩ。污水泵站一般都配有备用水泵，以保证有水泵检修时能确保污水的正常提升。备用水泵如果长期在集水井中不运行，则电机的绝缘电阻会下降，影响水泵的正常运行及寿命。本文讨论了一种污水泵站水位开关自动控制系统，在本文所做的自控系统中，备用泵跟其它泵一样投入运行，从一段较长时间来看，几台泵运行时间均衡，起到了几台泵互为备用的效果，并做

２

系统控制要求

１）当水位到达Ｓ１时，启动一台水泵运行，水位到达

Ｓ２时启动两台水泵运行，水位到达报警水位Ｓ３时三台水泵一起运行，水位回落到ＳＯ时，相应停止一台泵，二台泵及三台泵。

２）由于两台泵的额定抽水量已满足了正常情况下

收稿日期：２ｏ０９—１２一ｏ７

的最大负载，也就是说，一般情况下，最多只有两台水泵

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运行，只有在雷雨季节时才可能三台水泵同时运行。要求三台水泵实际运行时间尽量均衡，不能让某一台泵在水中长期不运行，那样的话，会影响该泵的使用寿命的。

ｎ

●

Ｓ０，停泵水位

Ｓ１，启动一台水泵水位Ｓ２，启动两台水泵水位

Ｓ３，超高报警水位，三台泵运行ＳＡ，手动／自动选择自动方式下启动开关自动方式下停止开关说明控制继电器Ｋｌ控制继电器Ｋ２

ｍ

●

ｍＯ●２

●

ｍ３

●

３

水泵电气控制配置（见图１）

■

ｍ４

●

ｍ５

●●

ｍ输ｑ姒ｑ６丑ｍ■卫

控制继电器Ｋ３

４

ＰＬＣ程序流程（见图２）

根据控制要求，水位到Ｓｌ时启动一台水泵运行，水

位到Ｓ２时启动两台水泵运行，到报警水位时三台泵全部投入运行，水位回落到ＳＯ时停止水泵运行，三台水泵运行时间均衡，特设计出如图２程序流程【３１。

现分析如下：

图１水泵电气控制原理图

图ｌ中，ＳＡ为水泵运行方式选择开关，可在手动、ＰＬＣ自动、及停止间转换，ＴＡ，ＱＡ为水泵手动运行时启动及停止按钮。当ＳＡ选在手动运行方式时，可以通过按动相应的Ｑ

Ａ，Ｔ

Ａ按钮来启动及停止某台水泵。

ＱＢＤ为水泵综合保护装置，用来检测水泵油室密封，电缆室密封，轴承温度，电机绕组温度等，每个水泵配有一只。控制回路上电后，如果水泵油室密封正常，电缆室密封正常，轴承温度及绕组温度正常，则ＱＢＤ的常开点就吸合，其常闭点断开。在水泵运行中如检测到上述一个或多个部位不正常，则ＱＢＤ的常开点就断开，长闭闭合，水泵在手动及自动方式下都不允许工作，需维护人员吊泵检查维修好后才允许运行。

本水泵控制系统ＰＬＣ选用德国西门子２００系列Ｓ７—２２４，西门子是国际知名的跨国公司，其ＰＬＣ产品是国际上主流产品，２００系列ＰＬＣ结构紧凑，性能可靠，功能指令强大，存储容量大，抗干扰能了强，是各种小型控制任务的首选产品【２１。

ＰＬＣ控制器Ｉ／Ｏ分配输入（Ｉ）

说明

ＰＬＣ通电后，由其第一个扫描周期内接通的特殊位寄存器ＳＭ０．１将Ｍ０．０置位，为自动运行做准备，当ＳＡ在自动位置（ｉｏ．４接通），且水位超过Ｓｌ时，如按动自动启动按钮则１０．５接通，Ｍ０．０复位为零，ＭＯ．１置位激活，

Ｋ

图２ＰＬＣ程序流程图

ｌ得电吸合，第一台水泵投入运行，如这时水位超过了

Ｓ２，则Ｍ０．１复位为零，Ｍ０．２置位，继电器Ｋ１，Ｋ２得电，

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第一，二台水泵投入运行，如水位超过了报警水位Ｓ３，则Ｍ０．２复位，Ｍ０．３置位，第一，二，三台水泵投入运行；如在Ｍ０．１状态激活，Ｋ１运行一段时间后，水位下降到停泵水位，Ｓ０为ＯＦＦ，则其反状态为ｌ，Ｍ０．１复位，Ｍ０．５激活，Ｋｉ失电，水泵停止运行，再过一段时间如水位上升到开第一台水泵Ｓｌ时，则Ｍ０．５被复位，Ｍ０．６激活，Ｋ２得电，物理意义上的第二台水泵作为第一台水泵投入运行。只有在雷雨季节集水井中水位才有可能超过报警水位Ｓ３，也就是说，Ｍ０．３，Ｍ１．２，Ｍ１．７被激活的几率不高，一般情况下最多只有两台水泵运行。从下面流程图中我们可以看出，当水位升到需要开第一台水泵或第二台水泵时，程序总是会选择。下一台没有开过的水泵”，而这个下一台不是固定的，是在物理意义上的第一台，第二台，第三台水泵间轮流，由ＰＬＣ来根据上一次运行情况判断决定得出，这样，实际上就成了三台水泵互为备用，合理有效地利用了资源。

在梯形图程序中从Ｍ０．１到Ｍ０．２状态转换时有一个延时接通时间计时器，延时时间１０秒，从Ｍ０．２到Ｍ０．３也有一个延时接通计时器，延时也是１０秒，加这两个延时计时器的目的是以防当系统开始投入运行时，如集水坑中的水位超过Ｓ２，Ｓ３的话，二台，三台水泵会同时起动运行。

５￥７２００梯形图程序（见图３）

该泵站控制程序主要以复位置位指令编写，由于全部梯形图程序篇幅太长，不便于在此全部列出。本文以图２中状态Ｍ１．５，Ｍ１．６，Ｍ１．７，Ｍ２．０，Ｍ０．６之间转换为例来说明，见所附梯形图程序（图３）。

当Ｍ１．５是激活状态时，Ｋ３，Ｋ１工作，这时如水位降到停泵水位时，Ｍ１．５复位，Ｍ１．６激活，Ｋ３，Ｋ１停止工作，从流程图中可以看出，Ｍ１．６激活时没有水泵工作；当Ｍ１．５激活时，如水位继续上升到报警水位时，则Ｍ１．７激活，Ｍ１．５复位，三台水泵全部投入运行。Ｍ１．６激活时，如水位上升到开一台泵水位，则Ｍ１．６复位，Ｍ０．６激活，开启一台“上一次没有运行过的水泵”。在Ｍ１．７激活时，如水位降到停泵水位，则Ｍ１．７复位，Ｍ２．０激活，停止水泵运行。在Ｍ２．０激活时，如水位上升到开启一台水泵水位时，Ｍ２．０复位，Ｍ０．６激活，开动一台。上一次没有运行过的水泵”。

图３Ｓ７２００梯形图程序

６

结束语

本文论述的是基于Ｐ

Ｌ

Ｃ的污水泵站污水泵水位开

关自动控制系统，针对污水泵站在处理备用水泵运行方式方面，本文软硬件设计合理，实用性强，做到了让三台水泵轮流做备用水泵，消除了备用水泵长期在水中不运行带来的种种不利因素；本文所做的程序已在西门子￥７２００模拟器上进行了模拟，完全达到互为备用要求。

参考文献：

【１】黎一强．ＰＬＣ技术在生活污水处理及回用系统中的应用【Ｊ】．自动化技术与应用，２００８，２７（８）：１２３－１２５．

【２】吴中俊，黄永红主编．可编程序控制器原理及应用【Ｍ】．北京：机械工业出版社，２００３．８．

【３】廖常初．ＰＬＣ编程及应用【Ｍ】．北京：机械工业出版社，

２００３．

作者简介：王明军（１９６３一），男，电气工程师，研究方向：电气

工程及自动化控制技术应用．