PLC在城市给排水控制系统的应用

从当前城市的给排水系统设计来看，给排水系统面临长期的污水处理考验，如果其中缺乏比较专业全面的实施和维护技术，会使得整体给排水系统的自动化控制很难得到理想的污水处理效果。PLC控制器的良好性能优势和高效数据处理能力，使城市给排水系统的智能化水平得到很大的提升。

1、关于PLC的基本介绍

PLC是以计算机应用为基础的一种智能化控制仪器。随着当前现代计算机信息技术的不断发展，各行业也在各自的经营中提升了对系统运行的自动化和智能化发展要求，这正好适应了当前PLC的不断技术进步，为其提供了广阔的市场环境。这种可编程的控制器以其灵活的可操作性和比较高效精准的信息处理技术，在城市给排水系统控制方面成为不可替代的一部分。PLC技术在给排水系统中的应用，通过简单的管线连接来进行可编程控制器的控制。能够有效的解决各类管线问题，避免其布置工作过于复杂。

2、城市的给排水系统组成

城市的给排水系统设计以给水系统和排水系统设计两个系统为主。给水系统的主要设备有给水水泵、水箱及输水管道、配水管网及压力变送器、脉冲水表等。在水量控制方面，以单台或者多台的变频切换，来实现恒压供水同时以脉冲式水表计量的合理程序设置来进行水量计取。而城市的排水系统主要有排水管道、污水坑、排水泵及液位传感器等基本构件组成。借助可编程的逻辑控制器来实现对污水坑或者污水箱的水位监测，并进行排水泵的自动启停控制。

3、PLC系统的基本结构及功能实现

3．1 PLC系统的基本结构简析

基于PLC的自动控制系统在其结构组成上，主要有数据自动控制模块、数据采集模块及通讯接口和动态数据显示及预警记录系统等。

(1)系统的控制系统设计以PLC机架，cpu，模拟量输入及通讯等几大模块组成。PLC自动控制系统的数学模型搭建要结合水仓水位、井下的电负荷高低值、供电部门不同谷段的电价时间段等因素进行综合考虑。来完成水泵调度、停水泵的控制指令等工作;
(2) 系统的数据采集。数据的自动采集一般借助PLC达到，PLC模拟块通过不间断的水仓水位测试来实现水位变化信息处理和特定水尾塅的水位上升速度及供水井涌水量。数据自动采集以模拟量和数字量数据两种为主，模拟量主要进行水仓水位、电机温度及排水管流量监测。数字量以断路器及电抗器等各种设备状况，工作状态的数据采集;
(3) 系统的通讯接口设置，PLC与触摸屏之间的通讯是建立在通讯接口及通讯协议上的，将机组工作状态及参数传输至触摸屏来实现数据的实时显示。同时触摸屏的操作指令也可以回传到PLC，来实现水泵运行的掌控。并且PLC和供水井稳定监控形成互联网，为工作人员提供对排水体系设备的数据和状况监测。为排水系统及时进行生产决策提供依据，并就故障点及时的提醒相关工作人员;
(4) 多泵轮换工作控制。有效的避免备用泵与其他电气设备的管路长时间不用而出现电机及一些设备的故障及损坏，在PLC系统中设置了5台泵来进行自动工作控制。控制程序能够把水泵启停次数及运行时长等参数进行准确的数据统计和累计，系统的运行数据就按照以上参数进行设定，确保每个水泵和管路能够处于均匀的应用率分配。

3．2 PLC的系统功能实现

(1) PLC的控制形式主要是通过集成的模块化结构来实现程序控制。在一般的应用过程中，通常是借助系统结构作为基础来进行数据信息的分段处理和测试，且以这种分段运行的控制为基础方式;
(2) 在进行系统参考水位和压力的相关控制时，通过水泵之间的自动工作转换，来确保水泵在运行中具有一定的间歇，从而能够有效的提升水泵的使用寿命;
(3) PLC系统能够以投入运行泵组为参考，自动的启用就近的真空泵，当程序设定满足不了真空度时，就会启动备用真空泵;
(4)系统的参考电网负荷要遵循"避峰填谷"原则，来进行水泵的停开控制，从而确保以电网信息的恰当应用来提升供水井电网运作效率;
(5)PLC能够自动的进行水位信号的检测，并计算水位水段的上升速度以确定供水井涌水量，恰当的进行水泵的运行调度。

4、PLC在城市给排水系统控制中的基本应用

4．1 PLC在城市给水系统中的应用

借助PLC的可编程逻辑控制技术，使得城市给排水系统的供水管道压力得到了一定范围内的有效控制。当供水管道内的程序将管道压力值设置的低于给水泵管道压力时，城市的生活给水系统就处于单泵变频的工作模式。这种工作状态下，当终端用户的用水需求加大时，或者输水管道的压力值低于设定值，这时的PLC控制器将持续发展指令，将生活给水水泵从单泵变频状态切换为工频运行状态。同时，生活给水水泵从关闭状态转变为变频启动状态。也就是说，通过PLC的智能逻辑控制调控，管道压力能够达到程序可控级别的供水管道压力值。

4．2 PLC在城市排水系统中的应用

城市的排水系统控制来说，特别是作为合流制泵站来说，其既要满足城市污水的及时高效排出需求，还要能够及时的进行雨季雨水的排出。在这种情况下使用PLC，就可以依据该城市多年的污水排放量和雨水排放量来进行城市排水量的相对准确估算。然后在通过可编程的PLC逻辑控制设置，实现排水系统中雨水与污水的分流排出设置。当雨水循环使用且水位较高而无法及时排除时，PLC还能够对这些信息发出及时的预警提示。

5、PLC应用于城市给排水系统中的设计规划

5．1 进行生活给水的恒压设计控制

通过PLC的模拟量，可以进行以PIDS程序为主的编程控制算法，然后在通过PLC的可编程控制变频器设备，保持生活给水的稳定供水压力。在整个生活给水系统的编程中主要是以程序的调用模式，其中的主程序调用控制主要通过以下方式来实现: 先将控制变频恒压供水的主程序启动起来，然后再讲给水计量程启动。同时调取控制算法PID 的程序初始值，并编制故障预警及报警程序。赋予水泵变频频率一个初值，启动相关的变频给水泵。实现以PID的恒压供水以及智能控制变频与工频的工作转换。

5．2 给排水水量计算的设计控制

当前的城市给排水中用到的水表以脉冲式为主，在进行计水表的累积计量程序设置时，可以将排水量转换为水表开关信号，然后再借助转换电路实现开关信号向脉冲信号的转换。脉冲信号以输出端与PLC的输入端相连，通过PLC控制器的内部编程来实现水量的累积计量和信息实时传输。

5．3 上位计算机的组态监控设计

力控组态软件是PLC上位机组态监控中的常用软件。这个软件主要是借助计算机的数据采集和监控过程，来进行以数据收集为主的设备监测和设备组合。从而形成以客户需求为目标的监控系统。另外，这种软件能够以高度的集成和可视化程序开发环境，来提升面向客户的导航及工具。

在城市的给排水控制系统建设中，通过PLC来实现给排水设备的全程自动化控制，并通过其中的先进通信技术来进行监视信息和状态的及时传送，从而能够提升城市给排水的智能化变频控制手段和水量计费功能。同时PLC组态的运行中，还能够以其高端的控制程序来实现对水管压力，计量水表累积数据及污水坑液位高低等数据的显示和控制阀门的状态显示。并可以实现2台水泵运行状态切换。提升了整体城市给排水系统以计算机为基础的综合排水控制水平，从而得到了广泛的应用。