广西绿城水务股份有限公司 530007
摘要：本文阐述了用无线电遥控开关实现排泥机远程控制的方法。具体介绍了无线电遥控开关与排泥机PLC，无线电遥控开关与滤池PLC站的硬件连接；介绍了排泥机PLC、滤池PLC站、上位机组态软件等的程序编写，介绍了项目实施、调试过程中碰到的问题及解决办法。
关键词：无线电遥控开关 PLC 组态软件 排泥机
项目概况
陈村水厂的排泥机是一种应用虹吸原理、架设在沉淀池两边钢轨上，沿着钢轨来回行走，在行走时从池底把沉淀下来的液态淤泥抽到池外的设备。排泥机有现场控制、远程控制、远程自动控制这三种控制方式。由于种种原因，排泥机远程控制功能不可用，改为由操作人员到现场操作。随着扩建后供水量的增加，排泥的工作量也相应增加，且排泥工作在供水高峰期只能安排在夜间进行，增加了操作人员的劳动强度和操作危险性。同时也由于中控室无法监控到排泥机的运行状态，当排泥机发生故障时操作人员无法及时处理。这也是影响安全供水的潜在因素之一。综合以上各种原因，厂里决定恢复排泥机的远程控制功能。
1、方案设计和设备选型
要使排泥机能够远程控制，必须要把其接入现有的控制网络。在排泥机运行中，需要中控室下达给排泥机的指令有：①开始抽真空、②排泥机前进、③排泥机后退、④排泥机停止、⑤破坏真空、⑥允许排泥机上传信号共6个指令；需要排泥机上传到中控室的信号有：①真空形成、②正在前进、③正在后退、④故障报警、⑤信号上传完毕等5个信号。要实现远控功能，一种方法可像原来一样使用有线连接。现在市场上有一种滑槽电缆，可实现排泥机运动时的控制，但是造价较高，安装工程量大，维修不方便。另一种方法可使用无线电遥控开关也能实现排泥机远程控制，其造价低，安装简单。经过研究及效果、费用等对比，选用了+24V，工作频率：315MHz至433MHz 的12通道无线电遥控开关来代替原来的控制电缆。使用无线电方式对排泥机下达指令及把排泥机运行状态上传至中控室，从而使排泥机的控制既能摆脱机械连接（动力电缆还是通过滑槽连接），又能接入现有的控制网络。每台排泥机使用两套无线电遥控开关，一套用来从中控室下达指令（称为无线电遥控开关1），一套用来从排泥机上传运行状态信号（称为无线电遥控开关2）。先选用6#排泥机进行试验，使用20#滤池（以下简称滤池）PLC站来作为发出指令和接收6#排泥机的状态信号（因为20#滤池PLC站离6#排泥机最近）。使用无线电遥控开关1的6个通道给排泥机下达指令，其余的6个通道作为备用通道。使用无线电遥控开关2的5个通道上传排泥机的运行状态，其余的7个通道作为备用通道。
2、硬件连接
无线电开关1的接线方法：无线电开关1的发送端接到滤池PLC站的DO（数字量输出）模块继电器的常开触头，无线电开关接收端接到排泥机PLC的DI（数字量输入）模块；
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无线电开关2的接线方法：无线电开关2的发送端接到排泥机PLC的DO（数字量输出）的常开触头，无线电开关接收端接到滤池PLC站的DI（数字量输入）模块。
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4、软件编写
排泥机使用AB logix 1000微型PLC组成控制电路，完成排泥机抽真空，前进、后退行走，故障停机等功能。滤池使用了施耐德Modicon M340 PLC，与上位机组态软件通过以太网连接，负责单个滤池的各个阀门的开关，恒水位过滤，滤池反冲洗等工作。上位机的组态软件是施耐德的Vijeo Citect V7.20，通过检测各个PLC站的内部寄存器的状态或数值，在界面显示现场的设备状态和数值以及向各PLC站下达指令。排泥机、滤池、组态软件都没有无线电遥控开关的程序，因此，要分别增加相应的程序。
（一）排泥机PLC程序编写
排泥机使用了AB logix 1000微型PLC组成控制电路，需要增加无线电开关控制程序，其功能顺序图如图二所示。把手持式编程器与排泥机PLC连接后，进入编程模，把编写好的程序输入到排泥机PLC中，然后切换到运行模式运行程序，如果程序需要修改就重新切换到编程模式进行修改，修改完了以后再切换到运行模式运行程序，如此反复，直到程序满足要求，此时，拔出手持式编程器，程序就保存在排泥机PLC中了。
（二）滤池PLC程序编写
滤池PLC的编程软件使用施耐德的Unity Pro Xl 6.0，有离线和在线编程模式，两种模式都可以编程，编程完成后需要生成程序才能运行。排泥机为匀速行走，可以用排泥机的运行时间来表示其在沉淀池的位置。先测出排泥机行走一次单程需要的总时间（以秒计算）。运行时，当滤池PLC接收到排泥机运行信号时，开始计时，排泥机的运行时间占单程总时间的百分比，就是排泥机此单程的位置。停止运行时保留此运行位置，下次启动时从此位置继续按原来的行走方向继续行走排泥。此方法在实际使用中一个单程可能会有1—2米的误差，但误差不会累计，每个单程结束后都会清零重新计算运行时间。
（三）组态软件编程
组态软件使用施耐德的 Vijeo Citect 7.20，编程时，定义变量标签非常重要。因为组态软件编程时很多问题都与变量标签有关，一定要按照软件的规则进行增加。增加完变量标签后就可以编辑图形和按钮了，也可以边编辑边增加变量标签。本项目需要增加排泥机启动、停止按钮。因为任何时刻只能有一路无线电工作，所以一旦启动排泥，就由滤池PLC程序来完成排泥机的抽真空、前进、后退、破坏真空等动作，操作界面上就只有启动排泥和停止排泥两个按钮了。排泥机运行和停止状态根据滤池PLC中的有关数值来改变，运行时排泥机变为绿色，同时用一个绿色三角形指示排泥机运行方向，用一个浅蓝色的圆形表示排泥机的排泥管真空已形成，停止时排泥机变为深蓝色，指示排泥机运行方向的绿色三角形消失，排泥管破坏真空后表示真空形成后由浅蓝色圆形变为深蓝色；报警时排泥机变成红色；使用一个进度条来表示排泥机的位置，进度条根据滤池PLC中相应计数器的值改变进度。
（四）排泥机报警编程：先定义一个数字量的报警变量标签，再定义排泥机的颜色，当报警变量标签为“1”时排泥机颜色变为红色，同时出现报警文字和报警声音，还显示一个“恢复报警”的按钮，点击该按钮，该按钮会消失，排泥机恢复正常显示，但是如果现场还存在故障，当滤池PLC再次接到排泥机发来的报警信号时，就会又一次触发报警，直到现场故障报警消除。有四种情况会触发报警：1、抽真空时间过长而不能形成真空；2、行走电机过载停止；3、排泥机被卡住或在尽头处不能自动调头；4、信号丢失时间过长。
5、总结和结论
本次改造已成功实现设计目标。为排泥机增加了如下功能：
（1）实现了排泥机远程控制；
（2）增加了排泥机的状态和位置显示；
（3）增加了排泥机故障报警。
（4）增加了排泥机运行记录时间。
本次改造，充分利用了原有设备的剩余功能，只增加了少量设备就实现了目的，与其他方式比较，成本和安装工作量少是此方法的较大优势。因为增加设备少，与有线控制方式相比，省去了许多安装方面的工作。此方法也可以应用在距离较远且不方便连线的其他地方。
结论：可以使用无线电遥控开关代替控制电缆实现排泥机的远程控制。
参考文献：
1、AB Lodix1000 PLC 帮助文件
2、Vijeo Citect 7.20，帮助文件
3、Unity Pro Xl 6.0 帮助文件
4、无线电基础电路实作（修订版）作者：[美]H.Ward Silver 著，赵辉 译 出版社：人民邮电出版社