小型泵站无人值守PLC自动控制系统(精)
小型泵站无人值守PLC自动控制系统(精)
元器件:小型泵站无人值守PLC自动控制系统总装机容量1000kW以下的小型泵站在农田水利、防洪排涝泵站中占有相当大的比例,采用传统的单机控制和集中控制方式,运行管理成本较高,尤其在装机容量100kW以下的农田灌溉和作物喷管工程中的群布式小型泵站,使用人工值守运行,运行人工费用占运行成本较大比例。
为了降低小型泵站运行费用,提高小型泵站的自动化程度,根据小型泵站的运行工艺特点,采用可编程序控制器(PLC进行控制,通过设定运行程序对整座泵站进行运行和监控,实现半无人值守或无人值守。
通过无线传输设备联网,可以实现数十公里范围内多泵站无人值守泵站群控运行,大大降低小型泵站运行人工费用,让有限的运行费用更多的用于泵站设备改造、维修和维护,更有效提高泵站设备完好率和可用保证率。
一、数据自动采集与检测数据自动采集与检测主要分为两类;模拟量数据和数字量数据。
模拟量检测的数据主要有:水位、电机工作电流、水泵轴温、电机温度、流量;数字量检测的数据主要有:水泵高压启动柜真空电磁阀状态、水泵吸水管真空度及水泵出水口压力。
数据自动采集主要由PLC实现,PLC模拟量输入模块通过开关量信号采集到PLC中作为逻辑处理的条件和依据,控制排水泵的启停。
在数据采集过程中,模拟量信号的处理是将模拟信号变换成数字信号(A/D转换,其变换速度由采样定律确定。
一般情况下,采样频率应为模拟信号中最高频率成分的2倍以上,这样经A/D变换的精度可完全恢复到原来的模拟信号精度。
A/D变换的精度取决于A/D变换器的位数。
同时,PLC所采用的A/D模块均以积分方式变换,可使输入信号的尖峰噪音和感应噪声平均化,适用于噪音严重的工业场所。
二、系统功能及特点(1、PLC控制程序采用模块化结构,系统可按程序模块分段调试,分段运行。
该程序结构具有清晰、简捷、易懂,便于模拟调试,运行速度快等特点。
(2、系统根据水位和压力控制原则,自动实现水泵的轮换工作,延长了水泵的使用寿命。
水务集团无人值守泵站自动化控制系统概述
自上世纪70年代自动化技术开始在泵站工程应用以来,其技术水平在不断地提高,应用范围也在不断地扩大,发展到今天,泵站自动化技术和自动化控制系统已初具规模,并逐步向一体化、智能化方向发展。
一、泵站自动化技术改造目的宜兴水务集团由氿滨水厂和大贤岭水厂两个水厂以横山水库为水源向全市人民供水，分为东线和西线。
为了实现可靠、连续、优质供水，宜兴水务集团下设了东山泵站、新庄泵站、都山泵站、杨巷泵站、洋溪泵站、高塍泵站等16个泵站，保证水压和水质。
为对这16个泵站进行更合理有效地维护，同时可以更好地提高泵站的效率，减少站内工作人员的工作强度，在集团相关部门经过一系列充分的讨论工作后，决定将泵站改造为无人值守泵站。
通过对泵站的有序控制，将泵站运行的泵机设备、清水库水位、压力、流量、浊度仪、余氯仪等实时信息采集到调度指挥中心，进行远程监视和控制，并在局域网内计算机上可通过WEB浏览数据，使调度人员对泵站操作情况做到有的放矢，在全集团范围实现供水大生产和大调度的目的。
二、泵站自动化技术改造思路1、无人值守泵站自控系统的组成整个系统分两部分，一部分为远程控制系统：由PLC 主控模块，电源模块，开关量输入输出模块、模拟量输入输出模块、现场仪表、其他辅助设备以及监控工业组态软件组成；一部分为远程监视系统：由摄像头，硬盘录像机，液晶显示器和网络视频监控软件等组成；两部分组合为无人值守泵站自控系统，通过光纤在调度指挥中心实现监控泵站的情况和远程控制泵站的操作。
自控系统的PLC选型AB公司的CompactLogix系列，编程软件为Rslogix5000，工控组态软件为Wonderware Intouch V10.0，系统以Rslinx2.55为OPC实现PLC和组态软件IntouchV10.0之间的通讯，进行DDE动态数据交换。
监视系统的摄像头选型和硬盘录像机皆选型国产海康威视的产品，设置IP地址后，通过上位机网络视频软件设置进行监视。
一体化泵站PLC自控系统的设计与实现
一体化泵站PLC自控系统的设计与实现摘要：传增压泵站供水自动操控系统存在操控线路复杂、功用损耗大、协调能力差、保护作业量大、远程操作能力差等问题，导致供水系统的自动化程度和调度管理水平较低。
随着可编程操控器和变频技能在工业自动化工业中的使用和开展，开发根据PLC变频技能的增压泵站操控系统已成为处理这一问题的重要途径。
PLC变频技能具有实用性好、稳定性高、安装便利、扩展便利、成本效益高、设备故障率低、调速精度高、保护功用多等长处。
因此，它在供水范畴得到了广泛的使用，完成了供水的实时监测和调理，保证了整个供水过程的可持续性，节约了大量的人力和物力资源，完成了无人值守的总体目标。
关键词：一体化泵站；PLC自控系统；规划；完成一体化泵站是集潜水泵、泵站设备、净化格栅设备、操控系统和远程监控系统于一体的产品。
主体由玻璃钢井、水泵、管道、阀门、传感器、操控系统等部件组成。
一体化预制泵站具有施工速度快、质量牢靠、使用便利、保护简略、成本低、占地面积小、对周围环境影响小等长处。
与传统泵站比较，集成泵站可节约至少20%。
综合泵站工程是一个交钥匙工程。
1PLC变频技能PLC是一种可编程存储器。
变频器是使用半导体元件的导电效果，将直流电源转化为不同作业频率的沟通电源的机器和设备。
PLC变频新技能是PLC在收到变频器指令后，对指令进行剖析，编制指令程序，然后将编程指令发送给变频器，完成电机的整体运行和自动操控。
用plc操控变频器有三种关键办法：（1）用plc操控模拟量输入。
在PLC+数学模型（DA）转化操控模块中，根据A/D输出卡的输出端子和变频器的模拟输入操控端子，经过PLC中的程序流将PLC的模拟信号转化为作业电压或电流信号。
将变频器的模拟量输入操控终端，操控变频器的作业频率。
该操控办法布线简略，能够完成无级调速，但调速精度低，AD转化操控模块成本高。
PLC开关量操控。
将PLC输出端子连接到变频器多功用端子上，调整变频器多功用端子的主要参数，根据PLC输出端子的合闸、断开组成和变频器输入端子的功用选择和执行有机化学成分。
PLC在泵站自动控制系统中的运用
PLC在泵站自动控制系统中的运用摘要：基于PLC技术的泵站自动化控制系统在设计和应用工程中应用PLC技术、网络通信技术、视频监控技术、传感技术等先进技术，有利于实现泵站自动化管理和监控，提升泵站的自动化工作效率。
关键词：泵站；自动化控制系统；PLC技术1.基于PLC技术的泵站自动化控制系统应用原则PLC技术是利用信号输入与输出的功能，提高电气设备自动化控制水平。
可编程逻辑控制器是PLC技术的实施载体，在确保电气设备自动化控制效果中发挥着重要价值。
CPU、输入设备、输出设备、电源、存储器、通信接口以及各种功能模块是可编程逻辑控制器的重要组成部分。
可编程逻辑控制器功能作用的发挥离不开这些功能模块。
该技术具有如下特点：第一，编程控制，可靠性强。
PLC技术是基于一定的编程形成的应用系统。
通过将PLC技术应用在电气系统建设中，就容易增强系统的可控制，提高实际操作水平，更好地完成工作任务。
以电气数控车床的控制系统为例，电气数控车床的控制系统是依托PLC技术形成的电气系统。
在实际工作中，通过构建与运用电气数控车床的控制系统就可以自动化地完成操作指令，保证工作质量。
同时，还可以根据实际需求，在电气数控车床的控制系统输入合适的数据，从而强化自动化控制效果，满足工作需求。
第二，流程简化，操作便捷。
在运用PLC技术前，会对其设置一定的编程，以满足实际需求。
此后，PLC技术就会在编程的作用下根据指令，进行一系列的自动化操作活动。
开关量控制、模拟量控制、运动控制、数据处理、通信与联网操作是PLC技术具备的功能模块，而这些模块有着专门的数据接口。
第三，功能完善，故障较少。
逻辑运算、数据处理、人机互动、即时记录等是PLC技术的重要功能。
通过将PLC技术多种功能整合在一起，就可以更好地保证工业生产活动的顺利推进，提升工业生产水平。
另外，还会在基于PLC技术构建信息系统时使用大量软继电器等抗干扰的部件。
在这种情况下，信息系统的抗干扰能力将会大幅度提高。
抽水泵的PLC控制系统设计
抽水泵的PLC控制系统设计抽水泵的PLC（可编程逻辑控制器）控制系统设计是指利用PLC对抽水泵进行自动化控制和监测的过程。
这种系统设计可以使得抽水泵的操作更加安全、高效和可靠。
下面是一个关于抽水泵PLC控制系统设计的详细介绍：1.系统需求分析在设计抽水泵的PLC控制系统之前，首先需要对系统的需求进行充分分析。
这包括对抽水泵的运行条件、控制要求以及安全要求等方面的考虑。
同时也需要考虑是否需要与其他设备或系统进行联动控制。
2.PLC硬件选型选择适合的PLC硬件是设计控制系统的基础。
一般来说，PLC需要具备足够的输入输出接口，以便与各种传感器、执行机构和网络进行连接。
此外，还需要评估PLC的性能指标，如处理速度、存储容量等。
3.传感器选择与配置抽水泵的PLC控制系统需要用到各种传感器来获取与抽水泵相关的参数，如流量、压力、温度等。
传感器的选择应考虑其精度、可靠性以及与PLC的接口兼容性。
根据实际需求，将传感器合理配置在抽水泵的关键部位，以便准确地反映其工作状态。
4.PLC程序设计PLC的程序是控制系统的核心。
在编写PLC程序之前，需要对抽水泵的工作流程、控制逻辑和安全保护等方面进行详细的规划。
然后，根据这些规划，采用逻辑图、梯形图等编程语言进行程序设计。
程序应包括启动、停止、故障处理、报警等功能，同时也要考虑到人机界面的友好性和操作便捷性。
5.PLC与外部设备的联动控制在一些特定的应用场景中，抽水泵的PLC控制系统需要与其他设备或系统进行联动控制，如液位传感器、阀门、仪表等。
此时，需要在PLC的程序中增加相应的联动逻辑，并通过PLC的IO接口与外部设备进行连接。
这样可以实现抽水泵与其他设备的互联互通，进一步提高整个系统的自动化程度。
6.安全保护措施设计为了确保抽水泵在工作过程中的安全可靠性，PLC控制系统需要设计相应的安全保护措施。
这包括对泵的启停条件的检测、过载保护、短路保护、温度保护等方面的考虑。
小型泵站无人值守PLC自动控制系统(精)
小型泵站无人值守PLC自动控制系统(精)在水利工程中，小型泵站是一个非常常见的设施。
它们通常用于将水从一个区域转移到另一个区域。
由于这些泵站通常需要无人值守，因此自动控制系统的需求非常高。
在这篇文章中，我们将介绍小型泵站无人值守PLC自动控制系统的工作原理和优点。
工作原理小型泵站无人值守PLC自动控制系统的核心是PLC（可编程逻辑控制器）。
PLC是一种硬件设备，它是一种数字电路，能够根据预设的程序，按照一定的规则自动完成工作。
在泵站中，PLC能够控制和监测各种参数，例如水位、流量和泵的状态等。
如果这些变量不在预期的范围内，PLC可以根据预设的判定条件调整泵站的运行方式。
PLC的程序通常是用Ladder Diagram编写的。
Ladder Diagram是一种强大的编程语言，它模仿了电路图的形式和结构，允许编写复杂的逻辑控制程序。
在泵站控制中，常见的Ladder Diagram图形包括水位控制、泵启动和停止、以及泵的保护等。
另外，泵站控制系统通常还需要配备一些传感器、执行器和通讯设备。
传感器能够检测水位和其他参数，执行器可以控制泵的启停和运行方式，通讯设备可以将控制信号发送到远程控制室。
这些设备的作用是获取泵站的状态信息并将状态信息传递给PLC进行自动控制。
优点与传统的手动控制方式相比，小型泵站无人值守PLC自动控制系统具有许多优点。
以下是其中的几点：更高的精度和可靠性小型泵站无人值守PLC自动控制系统的精度和可靠性要比手动控制方式更高。
PLC能够按照设定程序进行逻辑控制，并且可以在短时间内响应各种意外情况。
这意味着系统可以更准确地控制水位和流量，保证泵站的稳定运行。
节省成本自动控制系统能够让泵站的运行更加高效，从而节省能源和运行成本。
在手动控制方式下，操作员需要花费大量的时间来检查和控制泵站的运行，每个泵站都需要有专门的人来管理。
而自动控制系统可以自动运行，不需要人工干预，从而减少了人工成本。
灵活性和可扩展性小型泵站无人值守PLC自动控制系统可以根据需要进行灵活扩展。
基于PLC的抽水泵站自动控制系统设计教程
兰州理工大学毕业设计
பைடு நூலகம்目录
第一章 绪 论 ........................................................................................................................ 1 1.1 课题背景及意义 ...................................................................................................... 1 1.2 课题内容及任务 ...................................................................................................... 1 1.3 国内外研究的现状 .................................................................................................. 2 1.3.1 国外研究的现状 ............................................. 2 1.3.2 国内研究的现状 ............................................. 2
第四章 PLC 控制系统设计................................................................................................... 22 4.1 PLC 控制系统的设计原则、内容和步骤............................................................. 22 4.1.1 PLC 控制系统的设计原则 .................................... 22 4.1.2 PLC 控制系统的基本内容 .................................... 22 4.1.3 PLC 控制系统的设计步骤 .................................... 22 4.2 PLC 硬件配置及模块选择..................................................................................... 23 4.2.1 PLC 简介 .................................................. 23 4.2.2 PLC 的选型 ................................................ 26 4.2.3 PLC 的硬件配置选型 ........................................ 29 4.2.4 PLC 的 I/O 接线图 .......................................... 31
排水泵站中的PLC控制系统应用探究
排水泵站中的PLC控制系统应用探究排水泵站是城市排水系统中的关键设施，用于将污水或雨水排放到主管道中。
为了实现排水泵站的自动化控制，通常会使用PLC（可编程逻辑控制器）控制系统。
本文将探讨PLC控制系统在排水泵站中的应用。
PLC是一种特殊的计算机控制器，具有可编程性、可靠性和实时性等特点。
它可以通过编程来控制输入输出设备的操作，以实现自动化控制。
在排水泵站中，PLC控制系统用于监测和控制各种设备，如泵、阀门、传感器等。
PLC控制系统可以监测泵站的运行状态。
它通过连接到各种传感器来读取泵站的压力、液位、流量等参数。
通过编程，PLC可以实时监测这些参数，并根据设定的阈值来判断泵站是否正常运行。
如果出现异常情况，PLC会发出报警信号，提醒操作员进行处理。
PLC控制系统可以控制泵站的运行。
根据传感器读取的参数，PLC可以自动调整泵的运行状态，以满足排水系统的需求。
在大雨天气下，PLC可以根据液位传感器的数据来控制泵的启停，使排水系统能够及时排放雨水，防止积水发生。
PLC还可以通过控制阀门的开闭来调节流量，以保持排水系统的平衡。
PLC控制系统还可以实现泵站的远程监控和操作。
通过与上位机或控制中心的通讯，PLC可以将泵站的运行数据传输到远程地点，实现远程监控。
操作员可以通过上位机来监视泵站的运行状态，并进行远程控制。
可以通过上位机远程启停泵、调节阀门等。
需要注意的是，在设计和应用PLC控制系统时，需要考虑到泵站的安全性、可靠性和稳定性。
为了确保正常的运行，PLC控制系统需要具备自诊断和故障处理的功能。
当发生故障时，PLC应能够自动切换到备用设备，以保持泵站的运行。
PLC控制系统还需要具备数据存储和备份功能，以便进行故障分析和修复。
PLC控制系统在排水泵站中的应用可以实现泵站的自动化控制和远程监控。
它可以监测和控制泵站的运行状态，调整泵的运行状态，以满足排水系统的需求。
PLC控制系统还可以实现远程监控和操作，增强了泵站的安全性和可靠性。
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元器件:小型泵站无人值守PLC自动控制系统
总装机容量1000kW以下的小型泵站在农田水利、防洪排涝泵站中占有相当大的比例,采用传统的单机控制和集中控制方式,运行管理成本较高,尤其在装机容量100kW以下的农田灌溉和作物喷管工程中的群布式小型泵站,使用人工值守运行,运行人工费用占运行成本较大比例。
为了降低小型泵站运行费用,提高小型泵站的自动化程度,根据小型泵站的运行工艺特点,采用可编程序控制器(PLC进行控制,通过设定运行程序对整座泵站进行运行和监控,实现半无人值守或无人值守。
通过无线传输设备联网,可以实现数十公里范围内多泵站无人值守泵站群控运行,大大降低小型泵站运行人工费用,让有限的运行费用更多的用于泵站设备改造、维修和维护,更有效提高泵站设备完好率和可用保证率。
一、数据自动采集与检测
数据自动采集与检测主要分为两类;模拟量数据和数字量数据。
模拟量检测的数据主要有:水位、电机工作电流、水泵轴温、电机温度、流量;数字量检测的数据主要有:水泵高压启动柜真空电磁阀状态、水泵吸水管真空度及水泵出水口压力。
数据自动采集主要由PLC实现,PLC模拟量输入模块通过开关量信号采集到PLC中作为逻辑处理的条件和依据,控制排水泵的启停。
在数据采集过程中,模拟量信号的处理是将模拟信号变换成数字信号(A/D转换,其变换速度由采样定律确定。
一般情况下,采样频率应为模拟信号中最高频率成分的2倍以上,这样经A/D变换的精度可完全恢复到原来的模拟信号精度。
A/D变换的精度取决于A/D变换器的位数。
同时,PLC所采用的A/D模块均以积分方式变换,可使输入信号的尖峰噪音和感应噪声平均化,适用于噪音严重的工业场所。
二、系统功能及特点
(1、PLC控制程序采用模块化结构,系统可按程序模块分段调试,分段运行。
该程序结构具有清晰、简捷、易懂,便于模拟调试,运行速度快等特点。
(2、系统根据水位和压力控制原则,自动实现水泵的轮换工作,延长了水泵的使用寿命。
(3、系统可根据投入运行泵组的位置,自动选择启动就近的真空泵,若在程序设定的时间内达不到真空度,便自动启动备用真空泵。
(4、系统根据电网负荷和供电部门所规定的平段、谷段、峰段供电电价时间段,以“避峰填谷”原则确定开、停水泵时间,从而合理地利用电网信息,提高矿井的电网运行质量。
(5、PLC自动检测水位信号,计算单位时间内不同水位段水位的上升速率,从而判断矿井的涌水量,自动投入和退出水泵运行台数,合理地调度水泵运行。
(6、在触摸屏上动态监控水泵及其附属设备的运行状况,实时显示水位、流量、压力、温度、电流、电压等参数,超限报警,故障画面自动弹出,故障点自动闪烁。
具有故障记录,历史数据查询等功能。
(7、系统具有通讯接口功能,PLC可同时与触摸屏及地面监测监控主机通讯,传送数据,交换信息,实现遥测遥控功能。
(8、系统保护功能有以下几种。
超温保护:水泵长期运行,当轴承温度或定子温度超出允许值时,通过温度保护装置及PLC实现超限报警。
流量保护:当水泵启动后或正常运行时,如流量达不到正常值,通过流量保护装置使本台水泵停车,自动转换为启动另一台水泵。
电动机故障:利用PLC及触摸屏监视水泵电机过电流、漏电、低电压等电气故障,并参与控制
电动闸阀故障:由电动机综保监视闸阀电机的过载、短路、漏电、断相等故障,并参与水泵的联锁控制。
(9、系统控制具有自动、半自动和手动检3种工作方式。
三、系统方案
1、生产流程分析
以一座装机容量为6台37kW的某小型排涝抽水泵站为例,其作业流程如图1所示。
该类型泵站主要以水泵轮流循环作业,根据泵站进水前池来水量及水位高低,自动调整投运水泵数量,保持进水前池水位处于一个相对稳定的预定设定点。
2、工艺流程对系统的要求
(1、水泵启动数量、运行时间:根据进水前池来水量及进水前池水位确定启动水泵数量和运行时间。
(2、水泵的启停、循环:要求系统能够实现在不需要6台水泵同时开机运行的情况下,以每一时段分别增、减1台水泵的方式实现一个循环周期内每台机组开停机时间相同,避免有的机组连续工作时间过长,有的机组运行时间过少,有效避免有的机组过度磨损,有的机组则长期停机的情况。
(3、电气控制:要求水泵不能在过短时间内频繁启停,影响配电系统稳定。
在水泵启动及运行过程中均有可靠、合理的过载、过流保护,具有低水位保护、高水位报警、大来水流量预警、水位连续测量功能。
3、系统结构
系统主要由:PLC主控模块,仪器|仪表以及其他辅助设备组成。
结构见图2。
(1、 PLC主控模块:负责发出和接收各种运行程序指令,是整个控制系统的中枢部分,要求具有高可靠性和稳定性。
(2、电源模块:稳定可靠的电源供应是整个系统安全、可靠运行的重要条件,要求电源模块稳定、可靠,留有一定的功率余量。
2.3.3 触摸显示屏:触摸显示屏是整个系统中人机对话的界面设备,要求耐用、美观,能清晰显示各种运行、设定等信息。
2.3.4 开关量、模拟量输入、输出模块:该部分是PLC装置正确接收信息和发出指令的关键设备,要求有高可靠性、稳定性,能实现某些电、磁的隔离功能。
2.3.5 现场仪表:PLC系统通过接收现场仪表设备发出的信号判断被控制设备的运行状态,以及是否适于设备运行的运行环境条件,因此要求现场仪表设备具有高可靠性和稳定性、精确性。
2.3.6 其他辅助设备:辅助设备如冷却风扇、UPS不间断电源等是完善整个系统所必须的,对提高系统的可靠性和使用寿命有较大的帮助。
2.4 系统选型方案实例
以已投入运行的某防洪排涝泵站为例,主控模块选用三菱FX2N-48MR型PLC 模块;开关量扩展模块和模拟量扩展模块分别选用三菱FX2N-16EX和FX2N-4AD 型;触摸屏选用10英寸16色彩色触摸屏。
接线原理见图3。
3 结束语
可编程序控制器(PLC小型自控系统具有造价低廉,可靠性高,能耗低,适用于各种环境条件下运行等优点,并且在系统硬件组成不变的情况下通过更改软件设置来适应多种工艺运行方式的需要,是传统继电器控制的理想替代品。
尤其在农田水利系统的小型泵站中实现无人值守或半无人值守具有广阔的应用前景和应用价值。