觸摸屏和PLC在市政排水系統(tǒng)中的設計及應用
江國龍，葉娜，伍懿君
(河源理工學校 廣東河源 51700；河源市高級技工學校 廣東河源 51700)
搞要：本文針對由于受地理條件限制的路面地勢低洼，受江河水位暴漲影響市政排水管道不能自然排水的現(xiàn)象。利用觸摸屏人機界面、PLC與液位開關相結合，通過泵站進行強制排水，實現(xiàn)無人值守自動控制，闡述了控制系統(tǒng)實現(xiàn)無人操作的可行性。
關鍵字：觸摸屏 PLC 液位開關 自動巡檢
中圖分類號：TP3Il.1 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416(2011(07-0123-02
1、系統(tǒng)概述
在市政工程中．由于種種原因，存在低洼路段。每逢特大暴雨，江河承位就高出低洼路面。從而使低洼路段積水，給變通帶來極大的不便，使涉水的車輛死火、損壞、堵塞交通，甚至發(fā)生車禍等。需要進行攤水系統(tǒng)改造．通過建設泵站，在必要時進行強制排水．采用PLC對此系統(tǒng)進行自動控制。
泵站的結構示意圖如圖l所示。陶中進水井是雨水進^主排水管的人口，主排水管是雨水排向i可流的通道，集水池是用來收集雨水．閘門是用來隔離雨水與河水的通道．防止河水飼灌。M1 M2．M3分別為二三相異步電動機，其中MI通過減建機構．用來驅動閘門上升與下降IM2、M3分別驅動水泵Pl，P2強制排水。A B．C．D分別為浮球式液位開關，用來檢測水位的高低，從而控制閘門的開關．水泵的啟動和停止。
圖1泵站結構示意圖
市政排水系統(tǒng)原理圖見【圖2】所示，由觸摸屏，PLCl液位開關、泵站閘門電機構成．觸摸屏設計人機界面和軟啟動，液位開關檢測水位位置，PLC進行程序控制，泵站閘門電機控制水泵和閘門運行。
圖2市政排水系統(tǒng)原理圈
2、電氣控制原理睡設計
本系統(tǒng)電氣控制主電路如【圖3】所示。MI為2 2Kw三相異步電動機，南KMI、KM2接成正反轉互鎖電路，M2、M3為22KW三相異步電動機，分別拖動P1與P2水泵做功，且分別由KM3～KM5，KM6～KM8和一臺三相自耦變壓器組成降壓起動電路，達到降低起動電流，減小電網波動的目的。由于KM3 KM8為大功率交流接觸囂，由中間繼電器控制。
圖3電氣控制主電路圖
3、控制要求
當河承上漲至A液位開關時，要求閘門關閘且PI號水泵M2電動機啟動。在l號水泵正常工作，如果集水池水位繼續(xù)上漲至C液位開關時，此時Pl水泵排出的排水量不滿足雨水的進^量，必須啟動M3電動機P2號水泵排水，保證路面不會出現(xiàn)積水現(xiàn)象。當集水池水位下降至B渡位開關時，P1、P2號水泵同時停止抽水，防止水位過低或無水時水泵空轉而損壞。當河水退落，水位退至A液位開關時，要求閘門上升(開閘)同時無論集水池中此時的水位有多高，水泵都要停止．因為此時雨水已經能夠安全自然地排入河中．且路面不會積水，系統(tǒng)此時進入待命狀態(tài)。
4、PLC程序設計
4．1啟動與停止
系統(tǒng)采用轉換開關SA切換，當SA接通時，利用SBI～SB7進行手動啟動與停止。當SA斷開時，通過水位高低使A、B、C、D液位開關產生信號傳送_給PLC輸入端，由PLC程序控制系統(tǒng)自動啟動和停止。
4．2自動巡檢
本系統(tǒng)在不下雨和河水低位時，排水管處于無水狀態(tài)，為了防止水泵長時間沒有運行而銹死，除設置手動巡檢外，通過程序設置自動巡檢，使系統(tǒng)處于良好的運行狀態(tài)。讀取PLC系統(tǒng)時間，每月10日進行自動巡檢，用D8016數(shù)據(jù)寄存器儲存日數(shù)據(jù)，用D8018數(shù)據(jù)寄存器四位顯示年份數(shù)據(jù)，并在觸摸屏上顯示當前日期，部分程序見【圖4】所示。
圖4 顯示自動巡檢日期程序
4．3過載保護與報警
當l號水泵正常運行，因故障過載而停止，為了有效地保證路面不出現(xiàn)積水，利用l號泵的啟動信號X21和過載信號xl串聯(lián)之后作為2號水泵的啟動信號，立即啟動2號水泵排水。為保證自耦變壓器的使用壽命，不管手動還是自動，每2次起動之間必須間隔30秒。另外，系統(tǒng)設置各種運行及故障指示燈，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障，報警系統(tǒng)馬上發(fā)出聲光報警信號，方便維修。
5、觸摸屏控制設計
采用RS232通信電纜進行PLC與觸摸屏通信，由于選用三菱FX2N系YJJPLC和三菱GOTl000系列GTl 155-QSBD-C觸摸屏，利用串行接口USB透明傳輸直接控制。觸摸屏人機界面畫面如【圖5】所示。
圖5 觸摸屏人機界面畫面
6、結語
PLC控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)相比，具有可靠性強、安全性能高的特點，而且控制線路簡單，大大地減少了線路故障。在自動控制方面，實現(xiàn)人工智能化的自動巡檢，能實現(xiàn)自動化。
參考文獻
[1]黃兆奎主編．水泵風機與站房[H3．中國建筑工業(yè)出版社，2000．6．
[2]王蘭君主編．電工實用線路300例[H]．人民郵電版社。1990．6．
[3]劉守操主編．可編程序控制器技術原理與應用[H]．廣東工業(yè)大學出版社。2003．1．
