赵春辉
天津水务集团有限公司 引江市区分公司
摘要：现当今，随着水利泵站的自动化水平逐渐提升，充分利用目前快速发展的信息技术，改变了传统的生产模式，PLC技术在其中得到了较为广泛的运用。该技术提升了泵站自动化处理效率，具有较为广阔的运用空间。
关键词：PLC技术；水利泵站；自动化运行；控制
引言
近年来我国的自动化控制技术水平得到了明显的提高，极大推动了我国的社会工业发展，其中PLC自动化控制技术应用十分广泛。在水利泵站中，需要在包括水利泵站监控系统在内的多个系统或装置中采用自动化控制技术。对PLC自动化控制技术在水利泵站监控系统中的应用进行详细的分析。
1PLC自动化系统的控制算法
在水利泵站的电气自动化系统中，当选定某种控制方式之后，需要通过具体的控制算法，对控制功能加以实现。对于控制系统中的控制算法的选择方面，需要根据具体的业务和控制流程等进行选择。在水利泵站电气自动化系统的控制过程中，可以采用数字PID控制器技术。数字PID算法是进行控制调节中常采用的控制算法，在实际的控制系统中得到了较为广泛的采用，对于水利泵站电气自动化系统的设计可以采用数字PID算法，对水利泵站电气自动化系统具有较好的控制效果。通过对水利泵站电气自动化系统进行反馈调节，可以使水利泵站电气自动化系统具有更加优越的控制效果，在水利泵站外界条件不断变化的环境下，依然能够保证水利泵站电气自动化系统运行在合理的范围内。如果水利泵站系统对自动化控制系统具有其他的功能要求，则需要对控制系统所采用的控制算法加以改进，提高控制系统的控制性能，使之满足水利泵站系统的正常业务的开展。同时也可以采用现在发展起来的云计算等先进的控制技术，提高水利泵站控制系统的自动化控制功能。
2PLC在泵站自动控制系统中的应用探析
2.1PLC技术在泵站系统中的运用总体设置
在泵站运行过程中要求设计主控室，包括PLC柜、配电柜、上位机、视频监控设备、保护装置等。为了便于操作，在主控室中设置了上位机监控系统与PLC系统。配电室由低压配电室、高压配电室两个组成部分。传感器、现场控制箱、相关仪器仪表运行中属于低压设备，主要由低压配电室供电，部分系统运行过程中需要由高压设备进行供电。
2.2PLC在水利泵站监控系统中的设计
在水利泵站监控系统的设计中，需要保证监控系统的安全性和可靠性。在系统设计中，需要采用隔离元件和软件滤波技术，同时提高监控系统的抗干扰能力，提高监控系统的采集精度，并且应该满足相关的电磁兼容标准。水利泵站监控系统只有符合这些要求，才可以保持正常稳定运行。在对水利泵站监控系统的设计中，应该采取合理的措施保证水利泵站监控系统符合上述要求。在水利泵站监控系统的网络通信组网方式的设计中，一般首先需要依靠采集装置将所采集到的数据信息传输到中间的数据处理装置中，数据经过处理之后再将数据传输到主站控制层。监控系统的运维人员可以方便地实现对水轮泵站中的设备的操作和控制，提高水利泵站运行的灵活性。通过采用分层的方式，也可为监控系统的故障排查带来了较大的便利性。
2.3编程实现
该泵站系统的特点是,监测的模拟量与开关量特别多,数据采集后,需要进行变比处理。在程序的开始部分,首先初始化数据区,设置系统参数以及填充变比系数表格。其次,判断运行模式以及开机条件,在条件满足(即上、下游水位合适,机组无故障,供电正常)的情况下,按照预置的开机序号和开机台数自动执行开机动作。开机时,需要监视机组的启动过程,因而,应特别处理启动曲线;机组正常运行后,即正常采集数据,遇到紧急情况,下位机直接停机,同时,向上位机报告;间隔一段时间后进行水机叶片角度的调节,以达到节能的目的。当运行条件不满足,或已到上位机规定的停机时间,则执行正常停机程序。
3PLC控制系统运用分析
运行过程中要求加强对系统实际运行情况的全面分析与检查。6kV主机PLC主站运行过程中要求进行相关检查，检查项目包括设备规格型号、并开箱检查，判断产品说明书、合格证、资料和附件是否齐全，外观有无损伤等，紧固件是否松动等。进行手动试验，确认盘面触摸屏显示正常，操作灵敏，空开分合闸灵活、可靠。进行静态试验，确认输入、输出开关信号正确、中间继电器动作正常。确保接地/接零牢靠，满足设计要求，符合规范规定，接地电阻小于4欧姆。输入、输出信号正确，返回信号准确；输出动作正常，反应灵敏。上位机通讯：以太网，速率10M，数据传输正常。例如在江都三站运行过程中采用了以上PLC拓扑结构形式，见图1。加强1#～4#6kV主机开关量控制。进行电气试验，确保绝缘良好，接地保护牢靠，设备性能满足设计要求，符合规范规定。输入、输出信号正确，返回信号准确；输出动作正常，反应灵敏。模拟量输入信号正确，采集数值准确。输入信号、输出控制正常，数据反馈正确、及时、无异常。PLC主站通讯：同轴电缆网络，速率1.544M，数据传输正常。进行5#～8#6kV主机开关量控制。江都三站PLC运行过程中采用了UnityPro设计形式，UnityPro提供了以下用于创建用户程序的编程语言：功能块FDB；指令列表IL；结构化文本ST；序列文本；所有这些编程语言可在同一项目中混用。这些语言都符合IEC6131-3。配置器窗口选择模块，然后用拖放操作直接以PLC配置的图形表示形式插入该模块。进行联动试验，确保分合闸准确可靠，返回信号，带负荷运行，确保输入信号、输出控制正常，数据反馈正确、及时、无异常。接线准确牢靠，标志清晰齐全、布线整洁、规范、美观。对9#～10#6kV主机开关量远程站、低压配电开关量远程站、现场模拟量远程站、辅机开关量远程站，也进行类似的项目检查，要求盘面显示正常，操作灵敏，空开分合闸灵活、可靠，输出开关信号正确，中间继电器动作正常。绝缘良好，接地保护牢靠，设备性能满足设计要求，符合规范规定。接地/接零牢靠，满足设计要求，接地电阻小于4欧姆。输入信号、输出控制正常，数据反馈正确、及时、无异常。PLC主站通讯：同轴电缆网络，速率1.544M，数据传输正常。
图1江都三站PLC拓扑图
结语
以PLC为核心的泵站自动控制系统,实现了对泵、阀等设备启动或停机的自动控制,达到了运行的高度自动化。具有编程容易,程序改变灵活,操作简单,工作可靠,控制精度高,抗干扰能力强等特点。而且系统结构紧凑,节省能耗,便于维护。随着水利地位的提高以及工农业生产对水利行业在技术上、规模上以及控制精度、自动化程度等方面的高要求,PLC将会得到更加广泛的应用。国内外泵站也越来越重视综合运用计算机、网络通讯等高科技技术,进一步地满足泵站安全、经济运行的需要以及提高泵站管理水平,从而达到“管养分离、无人值班、少人值守”的管理新体制要求,这也是今后泵站建设的一个总的发展趋势。
参考文献
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[2]王浩清，陶佳丽，王致杰，等.基于PLC的泵站监控系统改造设计与实现[J].自动化应用，2018(9)：84-86.
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