PLC技术在市政排水泵站自动控制中的应用研究.pdf

智能技术与设计中国厨卫PLC技术在市政排水泵站自动控制中的应用研究香祝明（灵台县城区供热管理站，甘肃平?744400）摘要：目前，市政排水系统已成为了城市基础设施建设的重要组成部分。然而，传统的手动控制方式已无法满足经济的发展需求，因此需要采用更加高效、智能化的自动化控制系统进行管理。其中,PLC技术作为一种先进的控制方法，可以在市政排水泵站自动控制中发挥重要作用。文章对PLC技术在市政排水泵站自动控制中的应用及方案设计进行了研究，有效地提高了排水系统的运行效率和安全性，为实际工程提供了参考价值。关键词：PLC技术；市政排水；泵站自动控制中图分类号：TU99Application Study of PLC Technology in the Automatic Control ofMunicipal Drainage Pump StationGUI Zhuming(Lingtai County Urban Heating Management Station,Pingliang 744400,China)Abstract:At present,the municipal drainage system has become an important part of urban infrastructure construction.However,the traditional manual control mode has been unable to meet the needs of the economic development,so a moreefficient and intelligent automatic control system is needed for management.Among them,PLC technology,as an ad-vanced control method,can play an important role in the automatic control of municipal drainage pump station.This paperstudies the application and scheme design of PLC technology in the automatic control of municipal drainage pump station,which effectively improves the operation efficiency and safety of the drainage system,and provides reference value forpractical engineering.Key words:PLC technology;municipal drainage;automatic control of pump station1引言随着城市化进程的加速，市政排水泵站作为城市基础设施的重要组成部分，其自动化控制系统越来越受到关注。传统的手动控制方式存在着操作繁琐、安全隐患等问题，而采用PLC技术进行自动化控制则可以有效地解决这些问题。因此,如何将PLC技术应用于市政排水泵站自动控制中成为了当前巫待解决的问题 。文章将从市政排水泵站自动控制系统进行分析，阐述PLC 技术在其中的应用及方案设计,有助于提高系统的运行效率和安全性,为建设现代化的城市奠定坚实的基础。2市政排水泵站自动控制系统分析2.1排水系统的组成排水系统是城市基础设施的重要组成部分,其主要功能是对城市内的废水进行收集和处理。排水系统的组成主要包作者简介：香祝明（19 7 2 一），机电工程师，研究方向为工业电气自动化。括以下部分。（1)排水管网。排水管网是指由各种管道组成的排水网络,用于将城市内产生的废水输送到排水处理厂或污水排放处。排水管线的种类包括雨水道、下水道、排污沟等。这些管道通常是由混凝土、钢筋混凝土或者塑料材料制成。（2)排水泵站。排水泵站是一种专门用来抽取城市内废水的设备，它通过抽出废水的方式来实现对废水的收集和运输。排水泵站一般分为手动式和自动化式两种类型。其中，自动化式的排水泵站具有更高的效率和更低的维护成本。(3)排水处理厂。排水处理厂的作用是将城市内废水经过一系列的处理过程后得到净化后的水质。排水处理厂的主要任务是去除废水中的有害物质，使其符合国家规定的标准。（4)排水泵站监控中心。排水泵站监控中心是监测和管理整个排水系统运行情况的一个重要环节。它可以实时获取各个泵站的数据,并将数据传输至中央数据库中进行统计和分析。2.2排水系统的工艺流程排水系统的工艺流程是指从污水进人到污水处理厂的过程。排水系统的工艺流程主要包括以下环节：收集、输送、沉淀、过滤和消毒等。其中,收集是排水系统的第一步，通过管道或井口将污水收集起来。输送则是将收集的污水2024年13 期13 0 3中国厨卫智能技术与设计运输至污水处理厂进行进一步处理。沉淀是一种常见的废水处理方法,它可以通过物理方式去除水中的悬浮物和颗粒物质。过滤也是一种常用的废水处理方法，可以去除水中的微粒和有机污染物质。消毒是对水质进行杀菌和消毒处理的方法，以保证水质达到国家规定的标准。排水系统的工艺流程是一个复杂的过程,需要考虑到各种因素的影响 2 。因此,在设计排水系统的自动化控制系统时需要注意这些因素对系统的影响。同时,还需要考虑如何提高系统的效率和可靠性,降低运行成本并保护环境。2.3排水系统的特点排水系统的特点主要有以下方面。（1）流量大，容量大。排水系统是城市内最大的用水量来源之一，因此它的流量较大，容量也相对较大。同时，由于污水的性质较为复杂,因此需要经过一定的处理过程才能达到排放标准的要求。所以排水系统的设计必须考虑到这些因素。（2)水质较差。由于污水中含有大量的有机物、无机盐类物质以及其他污染物质，因此其水质通常比较差。为了保证污水的质量符合排放标准,排水系统的设计中需要考虑一些特殊的过滤设备。（3)季节性变化。降雨量的不同,城市内的水量也会发生变化。因此，排水系统的设计还需要考虑季节性的影响。（4)地形地貌的影响。不同的地形地貌会对排水系统的设计产生不同的影响。例如山区地区的排水系统往往要采用更加复杂的结构来解决地势的问题。（5）社会经济的发展。随着社会的不断发展，人们对生活品质的需求也在逐渐提高。这就使得排水系统的设计需要满足更多的需求。2.4排水系统的主要参数排水系统的主要参数包括流量、压力和水质。其中，流量是排水系统中流动水的数量，通常以M3/S为单位表示；压力是指排出废水的压力，一般用大气压或海平面减去出水高度作为标准；水质则是指排放物的质量浓度以及其他污染物质含量的变化情况。这些参数对排水系统的正常运行至关重要，因此需要进行准确测量和监测。在实际工程中,流量是最重要的参数之一。由于不同地区降雨量、地形地貌等因素的不同,排水系统的流量也会有所不同。在设计排水系统时,需要考虑当地降雨量的特点来确定流量的大小。此外，排水系统的压力也是一个非常重要的因素。如果排水系统的压力过低或者过高，将会对管道结构造成损害或者是影响污水处理的效果。因此,在设计排水系统的时候也需要注意压力大小的选择。水质也是排水系统的另一个关键因素。不同的废水中含有不同的污染物质,例如有机物质、重金属离子等。如果不能及时去除这些污染物质,就会对环境产生不良的影响 3 。因此，在排水系统的设计过程中也要考虑到水质的问题。3具体应用3.1在排水泵站监控与报警中的应用在排水泵站中,PLC控制技术可以实现对水位监测、流量测量、压力检测等多种参数的实时采集和处理，从而实现304|1中国厨卫对设备状态的全面监控和预警。同时，还可以通过设置相应的报警功能来及时发现设备故障或异常情况，保障设备运行的安全可靠。在实际工程实践中,PLC控制技术的应用已得到了推广和发展。例如，某市的排水泵站采用了PLC控制技术进行自动化控制,实现了对水位监测、流量测量、压力检测等方面的数据采集和处理,并建立了一套完整的数据分析和决策支持系统。该系统的实施不仅提高了排水泵站的运行效率和可靠性,还降低了维护成本和人力资源消耗。因此,PLC控制技术在排水泵站监控与报警中的应用具有重要的现实意义和广阔的发展前景。3.2在排水泵站流量调节中的应用通过PLC控制技术，可以对排水泵站流量进行实时监测和调整,从而优化供水效果。在实际工程中,PLC控制技术主要涉及到以下方面。对排放管路进行测量和分析，以确定出水流量的大小。对排污管道内的压力进行检测和计算,以便准确地判断出水流量的变化情况。将这些数据输人到PLC控制器中,并利用PLC控制算法来实现对流量的实时监控和调节。具体而言,PLC 控制技术可以通过设置不同的阀门位置和开启时间来实现流量调节的功能。例如，当排出水量超过设定值时,PLC控制器会关闭相应的阀门,减小出口流量；反之,如果排出水量低于设定值,则打开相应阀门,增加出口流量。这种方式不仅能有效地提高供水效率，还能够避免因排污量过大而导致发生污水溢漏等问题。3.3在排水泵站水质检测中的应用排水泵站自动化程度和可靠性直接影响到整个水环境的质量。因此,对排水泵站的水质检测具有非常重要的意义,而采用PLC技术进行水质检测，可以提高检测精度和效率,降低成本。在排水泵站水质检测时,PLC技术可以通过采集传感器数据来实现水质监测。通过安装合适的传感器，如pH值传感器、电导率传感器等,将这些数据传输到PLC中,并使用相应的算法进行分析和处理。还可以用于控制水质检测过程。例如，当检测结果达到一定标准时，PLC会发出警报或启动相关操作程序以保证水质安全。此外,还能记录和保存大量的测试数据，以便后续的数据分析和管理。可以与其他系统集成，如远程监控系统、报警系统等,进一步提高了水质检测系统的稳定性和安全性。3.4在排水泵站安全保护中的应用随着城市化进程的不断加快，排水设施建设也越来越多。然而,设备老旧、维护不到位等因素导致了排水设施的运行状况不佳，从而对周边环境和居民生活造成了影响。因此,如何保障排水设施的正常运转成为了一个重要的问题。在实际操作中,PLC作为一种高效可靠的自动化控制系统被广泛地应用于排水泵站的安全保护领域。PLC可以实现对排水泵站的实时监测与监控。通过安装传感器和报警装置,PLC能够及时检测到水位、流量等方面的变化情况，并发出相应的警报信号。同时,PLC还可以记录这些数据进行后续分析和处理。可以通过设置合理的程序逻辑来保证排水泵站的稳定运行。例如，当水位达到一定高度时智能技术与设计中国厨卫触发启动供水模式；当水位下降至一定的程度时触发停止块主要是指机械臂、液压缸等物理执行装置的控制单元。供水模式等。此外,PLC还能够实现对排水泵站的远程遥在具体实施过程中，需要结合具体的需求来确定各个模块控操作功能。通过无线通信模块或者互联网接口，用户可的具体功能和位置布置。以在远距离上对排水泵站进行操控和管理。水位（高）3.5在排水泵站数据采集与管理中的应用PLC 控制技术在排水泵站数据采集与管理中的应用是一项重要的工作。通过对排水泵站的数据进行实时监测和分析,可以及时发现设备故障或异常情况,并采取相应的措施来保障系统的正常运行。同时，数据的准确性和可靠性也是保证系统稳定运行的重要因素之一。在实际应用过程中,PLC控制技术可以通过建立一套完整的数据采集和处理程序来实现对排水泵站各项参数的监控。具体来说，可以采用各种传感器来获取不同类型的数据，如流量、压力、温度等。这些数据经过PLC控制芯片上的预设算法处理后,就可以得到对应的输出信号,并将其存储到数据库中以供后续的分析和决策使用。此外,PLC 控制技术还可以利用网络通信技术将数据传输至远程服务器上，以便管理人员随时随地查看和掌握排水泵站的情况。4方案设计4.1排水泵站自动控制总体方案首先，需要对排水泵站的自动化控制需求进行分析和评估。在此基础上，可以确定出具体的自动化控制目标和功能模块,并制定相应的控制策略和流程图。具体来说,采用PLC技术可以对水位、射流泵工作、真空压力继电器、阀门、主泵开关进行实时监测与控制,实现对整个排水泵站的全方位监控和管理（如图1所示）。同时,还可以通过PLC系统设置报警警报机制，及时发现设备故障或异常情况，提高系统的安全性能。为了保证供水系统的稳定性，排水泵站的自动化控制方案应该具有一定的灵活性和适应性。因此，在实际实施过程中需要注意以下几点。一是要充分考虑不同工况下设备运行的特点及参数变化的影响。二是要加强对PLC硬件和软件的维护保养，确保其正常运转。三是要建立完善的数据采集和处理体系，以便于后续的数据分析和决策支持。4.2排水泵站自动控制硬件方案为了实现对排水泵站的自动化控制和监测，需要进行相应的硬件设备配置。PLC控制技术在排水泵站自动控制硬件系统主要包括：电源供应模块、通信接口模块、传感器采集模块以及执行机构模块等方面。其中，电源供应模块是整个系统的核心部分之一，它负责供电电路的设计与调试工作。同时,还需要考虑电力质量的影响因素，如电压波动、电流不平衡等问题。通讯接口模块则主要涉及到现场网络的搭建，包括局域网、城域网、无线网等多种形式。在实际工程中，需要考虑到传输速率、稳定性等因素，以确保数据传输的质量和可靠性。此外，还需要考虑防干扰措施和安全防护问题。传感器采集模块则是用于获取各种参数的数据源,如水位、流量、压力等。通过对采集的数据进行处理和分析，可以得到相关的控制信号输出。执行机构模主水泵开关停止工作水位报警入射流电磁阀电动阀门限位及延时继电器射流泵工作电动阀门关闭PLC真空压力继电器主水泵开关并工作延时继电及电动阀门图1排水泵自动控制系统示意图4.3#排水泵站自动控制软件方案PLC技术在市政排水泵站自动控制软件系统主要包括：数据采集模块、控制逻辑模块、显示与报警模块、通信接口模块以及人机界面模块。其中，数据采集模块采用传感器对现场参数进行实时监测,并通过串口输出到PLC 中。例如温度、流量、压力等参数，这些数据可以被用于后续的计算和判断。控制逻辑模块则采用PID算法对不同参数进行调节,以达到最佳的工作状态。例如，当水位过高时,可以通过调整出入水量来实现平衡；当流量过大时，可以通过改变进水阀门的大小来实现平衡。显示与报警模块则可以通过LED灯、喇叭等多种方式向工作人员提供预警信息，以便及时采取措施解决问题。通讯接口模块则采用RS-485/245等标准协议，将PLC与其他设备连接起来，实现远程监控和管理功能。人机界面模块则是为了方便操作人员使用而设计的，它可以实现用户友好的用户界面，提高操作效率和准确性。在实际应用过程中,还需要考虑到一些特殊情况，如防雷击保护、防火隔离、防爆安全等方面的问题。5结语PLC作为一种高效率的工业控制系统,具有广泛的应用前景。在市政排水泵站自动化控制领域，其优越性表现得尤为明显。因此,基于PLC 系统的自动控制方案能够有效提高泵站的工作效率和运行稳定性，降低维护成本和人力资源消耗，能够为今后市政排水泵站自动化控制领域的发展提供一定的参考价值。1王锡仲,刘永庆.市政排水泵站微机控制与管理系统 J.中国给水排水,19 9 4(1):46-49.2刘永庆，于占勋,赵义堂.市政排水泵站水泵机组的控制策略 J.哈尔滨建筑工程学院学报,19 8 9(4)：8 4-8 7.3姜雪.浅谈市政排水泵站施工和管理注意事项分析 J.居舍,2 0 2 0(1):12 5.2024年13 期3 0 5水位（低）射流泵停止工作电动阀门限们开关参考文献