浅析计算机通讯技术在水泵控制改造中的应用
肖心凯 曲志明 逯志华
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肖心凯 曲志明 逯志华,. 浅析计算机通讯技术在水泵控制改造中的应用[J]. 计算机研究与应用,2022.12. DOI:10.12721/ccn.2022.157110.
摘要:
持续扩大城镇规模以及市民数量迅速增长的情况下,大大提高了城市污水量。目前,大部分的居民楼还采用独立式的排污控制方式,这种方式存在控制方法单一,故障率高,控制系统落后等问题。本文将设计一套集控式污水处理系统解决以上问题。
关键词: 排污泵控制系统PLC
DOI:10.12721/ccn.2022.157110
基金资助:

前言:

以往污水泵站中的设置设备是独立存在的,导致值守人员难以精确进行各项设备的操作很容易出现操作失误。基于信息技术的基本发展,PLC在排污泵的系统运行中发挥越来越重要的作用,在处理各传感器信号时,PLC不仅具有较快的处理速度,还能将指令技术传输给各个现场的执行机构。采取这一处理方式在满足简洁快速要求的同时精确高效。节约大量断路器与继电器,加之设备接线容易,即便产生故障也能快速有效的检查。本文研究在改造排污泵控制系统中PLC的应用要点,具有一定的现实意义。

1改造需求分析

在我国排污泵经过几十年的发展,伴随设备生产技术的不断发展带动了排污泵技术的转型升级,在当前出现各种类型的排污泵,在一定程度上提高了设备选型难度,本文建议在实际选型环节应重视以下几方面:(1)了解水泵投入使用的环境;(2)明确所需扬程;(3)重视弯头磨损以及管道摩擦等因素,由于实际情况不同所以留出适当的空间,确保水泵可以打出水;(4)针对不锈钢泵,要了解水中含有的颗粒直径以及水体酸碱度等,在此基础上选择适宜的不锈钢材质;(5)不能超过规定的扬程范围防止电机过载;(6)定期疏通水泵管道,管道发生堵塞会导致电机过载甚至烧坏电机。

2系统组成:

集控式控制由值班室污水泵站、自动化远程监控系统、人值守集中控制管理系统中心主站监控平台和现场泵房控制分站组成。

中心主站监控平台由工控机、系统监控软件、网络接入设备共同构成,能够实现监测、查询、遥调、运算、统计、控制、存储、分析、报警等多项功能。

现场泵房控制分站主要由数据采集模块:电压、电流、功耗、功率因数,无线可以接多路温度、水位传感器、电源控制器、继电器单元、配电控制机柜及安装附件组成。它与中心主站监控平台通过GPRS/3G网络方式连接到一起。水源地各井位泵房为分站,中心泵房统领各分站,通过中国移动的无线数据传输设备,实现点到多点的通讯,从而最终实现对各井位泵的远程集中监视和控制。

3控制功能介绍:

3.1监测采集功能

系统能够监测采集泵站水位、各种在线温度;监测泵组的启停状态、电流、电压、保护状态以及深井泵电机的实际温度等数据。并且具备手动/自动、远程控制功能,支持手动控制、自动控制(可以任意设定时间开关)、远程控制水泵的启停,控制模式可切换,并可智能轮换排污泵启动顺序,延长设备使用寿命。

3.2参数显示设置功能

现场显示被监测设备的工作状态,显示每台水泵的工作电压、电流;显示水位、压力、流量等监测数据。可以现场或远程读取、修改、设置测控终端的工作参数。同时,这些参数也具备调配控制功能,在中心泵房通过系统应用界面远程控制泵电机的启停状态,泵的运行时间、工作电流、工作电压、电压等电参数,支持水泵启动柜手动、自动控制。保护水泵设备,避免电流过大、缺相、水位过低等状况发生。当需要查阅过往历史数据时,可将系统的必要状态如启、停、故障报警等进行记录,运行人员可查询历史数据。对电机实时监控,出现线路故障例如超载、堵转、缺相、欠载等或泵温度等参数超标报警并显示、记录到位,可设置、更改运行参数功能。

3.3通信功能

系统能够采用多种方式通讯,包括工业以太网、GPRS/GSM/3G网络、RS485总线、光纤等多种通讯方式,通讯数据可以存贮在大容量数据存储单元中,现场可显示、查询监测数据和设备工作参数。

3.4方便可靠

支就地、远程设备维护,及时更新设备,确保系统的正常运行。备用冗余功能,系统具备多种标准接口协议,为了避免设备故障及异常带来不便,设备可进行扩展冗余,兼容任何厂家生产的脉冲水表或各种流量计,及标准信号输出的变量变送器。

4软件数据平台

排污泵站远程监控管理系统具有中文界面,具有人机界面友好、结果可视化的特点;并且可以实时地显示参数变化前后系统的特性曲线,能很直观的显示控制系统的实时趋势曲线;对用户而言,组态王操作简单易学且编程简单,参数输入与修改灵活,具有多次或重复仿真运行的控制能力,能够加快系统开发升级,降低研发成本。

(1)友好的用户登录管理界面----规定用户的使用权限,添加删除用户,修改注册用户的信息。不用用户提供不同的操作权限,非用户不能登录系统,保证系统安全,操作简单而富有人性化。

(2)实时/历史、曲线/报表数据分析----按水泵的运行需求,系统自动生成管理所需要的各种报表,可将报表进行打印并具有报表转发功能。

(3)多种形式报警功能----工作人员根据各个泵房具体情况设置液位、压力、流量等。

5系统抗干扰设计

为了让PLC更加可靠稳定地运行,在本改造方案中重点分析可能潜在的干扰源,同时采取针对性的抗干扰举措,具体分析如下:

第一,因为PLC主站与泵的动力电源均被安装在电气室内的同一个控制柜,所以安装PLC电源前要为其加装隔离变压器,避免出现传导干扰。

第二,利用接地电缆和电气室内的PLC接地端相连,保证测量接地电阻不超过1欧姆。

第三,因为Profibus电缆整体长度在400米左右而且没有中继器,所以总线的传输波特率设定187.5Kbs,一方面避免信号衰减,另一方面提高稳定性。

第四,独立敷设总线电缆,防止和动力电缆之间发生交叉出现干扰。

结束语:通过跟踪分析排污泵的运行情况,在实验室里进行了模拟安装运行实验,经过改造后的控制系统具有更高的可靠性而且运行稳定。与此同时,对液位传感器的清理与传统方案相比也更加容易,基本满足零故障要求,一方面提高整体工作效率,另一方面削减人工劳动强度。

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