PLC在坝用排水泵控制中的应用

小水电2013年第2期(总第170期)计算机应用PLC在坝用排水泵控制中的应用郑文栋(周公宅水库管理局浙江宁波315161)【摘要】选用西门子s7—200型PLC对浙江省宁波市周公宅水库的水泵进行自动控制，实现了水位远程监测、自动启停、三泵轮换和故障报警等功能，提高了坝体EL150廊道以下大坝安全检测仪器运行的安全性。图2幅，表1个。【关键词】水库排水泵PLC控制1工程概况周公宅水库是浙江省宁波市新世纪重点工程，距宁波市区约51km。水库集雨面积132km2，主流长30．63km，总库容1．12亿m3；水库电站装机容量2×6．3MW，是1座具有供水、防洪结合发电等综合利用的大(2)型水利枢纽工程。水库每日向宁波市提供优质水30万m3，使下游鄞江流域防洪标准提高到了20年一遇。水库挡水建筑物为混凝土双曲拱坝，按500年一遇洪水设计、2000年一遇洪水校核，坝型为抛物线变厚双曲拱坝，坝顶高程240．00m，最大坝高125．5133，坝顶长446．77m，坝顶宽7．00m；坝体共设左岸、右岸观察通道及5层廊道。坝体集水井设置在底层EL120廊道处，总蓄水量56m3，水源主要来自左岸、右岸的基础排水和抗力体排水。2系统改造设计的综合配置随着工业自动化程度的不断提高，PLC也随之广泛地应用到了水电厂。目前水电厂的PLC主要应用于两方面：一是用于构成水电厂辅助设备的控制系统；二是用于构成水电厂计算机监控系统。根据周公宅水库生产与管理的技改要求，针对使用中存在的缺陷，进行了坝用排7K泵控制系统的重新设计改造，采用西门子s7—20【)型PLC为控制核心，取代了传统继电器逻辑控制繁多的布线电路收稿日期：2012—11—20作者简介：郑文栋(1982一)，男，助理工程师，主要从事水电站电气二次检修技术工作。Email：52664972@qq．OOITI接线。系统运行可通过上位机组态软件和触摸屏通信实现设备运行可视化，使人机交换更加简便、直观，实现了水电厂的全计算机监控模式。设计中坝用排水泵自动控制系统应满足下列要求：·排水泵能根据集水井水位自动启停、轮换、保证集水井水位在控制范围内。·3台排水泵应满足各泵轮换功能，保证运行时间基本相同。·信号采集与各故障报警传输。·网络IP视频摄像头视频监控系统。·防雷和加热除湿。根据以往出现的缺陷，本次把屏柜移至廊道口，以防排水泵故障屏柜被淹。水位采样采用智能液位变送控制器和不锈钢立杆式浮球开关，在新增排水泵的同时处理好出水管路和原敷设管路的衔接，确定水泵运行工况的合理分配。设计中PLC程序除了能满足一般电力拖动的要求外，还应加屈将电源消失、电机过载、水泵超时未启动、水位超高和水泵启动等信息的I／O量和水位模拟量传送到坝顶LCU屏的GE90--30PLC。经过内部程序处理直接把报警信号反馈到电站中控室上位机，通过声光报警系统反映出集水井控制系统和集水井水位的状态，值班员根据报警信息及水面视频画面，_1方便地判断出坝用排水泵运行和集水井水位是否正常。3控制系统的组成配置3．1坝体渗漏排水泵排水泵控制系统主要由上位机监控组态软件、机房设备及电控设备、信号采集装置和工业电视监控系统等组成(见图1)。·61·计算机应用SMALLHYDROPOWER2013No2，TotalNo170图1坝用排水泵控制系统示意3．2控制屏的硬件配置主要由S7—200CPU226型PLC、麦克MPW460W型液位变送控制器、后备立杆式水位浮球开关、施耐德系列(断路器、接触器、热继电器、中间继电器、温湿度加热器、选择按钮开关)等组成。3．3控制流程PLC上电启动后首先进行程序初始化，然后根据自动、手动选择方式，进人相应的程序流程，整个程序由故障、水位检测报警、轮换启停等模块组成(见图2)。·62·图2系统流程3．4I／O点的配置及梯形图编程I／O点位如下所示(见表1)，在正常自动控制模式下，排水泵各运行方式如下：表1I／O点位3．4．1自动控制现地切到自动，根据水位高低完全以PLC设定程序自动执行泵组的启停，起泵轮换要求依次按1—2、2—3、1—3⋯⋯循环起动，以达到每台水泵的运行时问基本一致，延长泵的使用寿命。3．4．2手动控制现地切到手动，此时操作按钮可进行排水泵的启停，主要发生在自动控制部分出现故障一时难以修复，可以到现场手动操作进行排水。本部分设计特点是回路接点较少与PLC无关联，以防PLC出现故障时系统瘫痪。同时，在巡检中可以直观地反映出各泵的运行状态和对来水量的计算应用。3．4．3监视和报警在整个工作运行环境中进行状态、越限、过程和故障等监视，共设水位超高、电源故障、主用泵启动、备用泵启动、超时未起泵共5项，对越限和故障进行判断和动作(报警)并及时通过坝区LCU下达至电站中控室上位机，运行人员根据报警信息可赶往现场进行故障处理。