正航解決方案-水泵控制

一、 引言

化工廠、電子廠的漂染沖洗液或電鍍沖洗液等工業(yè)廢水為合乎排放要求，必須經(jīng)過(guò)分離、沉淀等多級(jí)處理，使用污水潛水泵對(duì)此工業(yè)污水進(jìn)行提升、匯集、調(diào)節(jié)等處理。PLC因其經(jīng)濟(jì)性、靈活性可靠性而得到廣泛的應(yīng)用，PLC的軟件可以完成以往傳統(tǒng)的接觸器繼電器式控制無(wú)法實(shí)現(xiàn)的控制功能，而且程序的編制修改靈活方便。正航電子CN-200系列PLC因結(jié)構(gòu)緊湊，編程簡(jiǎn)單方便、指令豐富、功能齊全而得到廣大工程技術(shù)人員的喜愛(ài)，廣泛應(yīng)用于各種中小型自動(dòng)控制系統(tǒng)之中。

二、 系統(tǒng)控制要求

系統(tǒng)要求控制五臺(tái)45KW的潛水污水泵輪換工作，并且具有故障自投、互為備用功能，以保證某臺(tái)水泵出現(xiàn)故障時(shí)，其它水泵能及時(shí)投入使用。水泵的起停液位控制器使用浮球控制器5個(gè)，分為5級(jí)水位控制，每個(gè)浮球的高水位作為起泵信號(hào)使用，低水位作為停泵信號(hào)使用。

三、 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分為手動(dòng)及自動(dòng)控制系統(tǒng)兩部分，手動(dòng)控制系統(tǒng)作為一種應(yīng)急控制而存在，自動(dòng)控制系統(tǒng)使用PLC實(shí)現(xiàn)。

1. 自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

為實(shí)現(xiàn)多臺(tái)水泵的輪換起停及故障自投功能，一個(gè)可行的設(shè)計(jì)方法是使用正航電子CN-200系列微型PLC（CPU224）的入表指令（ATT）及先入先出指令（FIFO），將5臺(tái)水泵作為一個(gè)隊(duì)列，當(dāng)水泵運(yùn)行或故障時(shí)出列，水泵故障排除或低水位停止時(shí)入列。例如，隊(duì)列中原來(lái)水泵的啟動(dòng)工作順序?yàn)?/span>12345循環(huán)啟動(dòng)，當(dāng)3#泵故障時(shí)出列，水泵的啟動(dòng)次序?yàn)?/span>1245循環(huán)啟動(dòng)，當(dāng)3#泵修復(fù)正常后，水泵的工作次序?yàn)?/span>12453循環(huán)啟動(dòng)，如此類(lèi)推（如圖1）。因此，我們將正常無(wú)故障的水泵作為一個(gè)備用泵隊(duì)列，將正在運(yùn)行的水泵作為運(yùn)行泵隊(duì)列，通過(guò)隊(duì)列中水泵的出入來(lái)實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)的循環(huán)啟動(dòng)功能。

2. 軟件設(shè)計(jì)特點(diǎn)

本控制系統(tǒng)中，5臺(tái)水泵的熱繼電器故障輸入及5個(gè)高水位信號(hào)輸入共10個(gè)輸入點(diǎn)，5個(gè)啟動(dòng)水泵及一個(gè)報(bào)警輸出點(diǎn)共6個(gè)輸出點(diǎn)，正航電子CN-CPU224具有14個(gè)輸入點(diǎn)，10個(gè)輸出點(diǎn)，滿(mǎn)足使用要求 。

l 啟動(dòng)信號(hào)：1#~5#高水位脈沖信號(hào)，共用信號(hào)，水泵啟動(dòng)時(shí)代表水泵的隊(duì)列編號(hào)（1#~5#）從備用泵隊(duì)列中出列，同時(shí)此編號(hào)入運(yùn)行泵隊(duì)列；

l 停止信號(hào)：1#~5#低水位脈沖信號(hào)，共用信號(hào)，此時(shí)水泵編號(hào)的轉(zhuǎn)移從運(yùn)行泵隊(duì)列移至備用泵隊(duì)列；

l 入列（入先進(jìn)先出隊(duì)列）：當(dāng)高水位脈沖信號(hào)到達(dá)時(shí)，使用填表指令（ATT）入表

l 出列（出先進(jìn)先出隊(duì)列）：當(dāng)?shù)退幻}沖信號(hào)到達(dá)時(shí)，使用先進(jìn)先出指令（FIFO）出列

l 故障出列：包括水泵運(yùn)行或停止時(shí)出現(xiàn)故障時(shí)的出列，故障泵自動(dòng)退出運(yùn)行，并把下一臺(tái)未運(yùn)行的正常泵作為備用泵，隨時(shí)等待啟動(dòng)信號(hào)；

l 故障定義：空氣開(kāi)關(guān)跳閘的輸出信號(hào)、電機(jī)熱繼電器過(guò)載。

正航PLC具有良好的編程界面，對(duì)于編程軟件STEP7-Micro/WIN，各子程序及主程序是在編寫(xiě)時(shí)獨(dú)立分開(kāi)的，各個(gè)子程序可以定義為完成各種單獨(dú)功能的子程序，以主程序調(diào)用各個(gè)子程序，各子程序之間可以互為調(diào)用。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，各子程序的功能定義及分配如下：

SBR0: 初始化子程序

SBR1: 備用泵初始入列處理子程序

SBR2: 故障出入列處理子程序

SBR3: 隊(duì)列移位處理子程序

SBR4: 啟停泵處理子程序

SBR5: 定時(shí)輪換處理子程序

軟件編寫(xiě)時(shí)應(yīng)該考慮以下問(wèn)題：

1） 為防止水面波動(dòng)引起浮球誤動(dòng)作，增加延時(shí)2S判斷；

2） 浮球故障引起的上下水位信號(hào)中有2個(gè)或以上信號(hào)同時(shí)或短時(shí)間內(nèi)接通，此時(shí)只接收一個(gè)信號(hào)，同時(shí)由PLC輸出報(bào)警，以便檢查故障；

3） 因水泵啟動(dòng)方式為Y△啟動(dòng)，要求電機(jī)完全啟動(dòng)（即Y△啟動(dòng)轉(zhuǎn)換完畢）后第一水泵后才能啟動(dòng)下一臺(tái)水泵，同時(shí)，為了減少電機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，都不允許兩臺(tái)泵在短時(shí)間內(nèi)相繼啟動(dòng)，因此，需要對(duì)啟動(dòng)兩臺(tái)水泵之間增加一個(gè)延時(shí)判斷，即如果在接收一個(gè)啟泵信號(hào)之后的一定時(shí)間內(nèi)不能再接收第二個(gè)啟泵信號(hào)。

4） 水泵的定時(shí)輪換工作。

四、 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了多臺(tái)電機(jī)的輪換控制的一種實(shí)現(xiàn)方法，該系統(tǒng)由于采用正航電子CN-200PLC實(shí)現(xiàn)多臺(tái)電機(jī)的輪換工作及故障自動(dòng)切換，使水泵工作時(shí)間均等，水泵電機(jī)壽命延長(zhǎng)。由于該系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，自投入運(yùn)行以來(lái)一直正常。