基于PLC的立交桥排水泵站自动控制系统设计

第1期(总第152期)20O9年2月机械工程与自动化MECHANICAIENGINEERING&AUTOMATIONNo．1Feb．文章编号：1672—6413(20¨09)O1一Ol35一O3基于PLC的立交桥排水泵站自动控制系统设计王瑞，许晓平(昆明理工大学信息工程与自动化学院，云南昆明650051)摘要：城市立交桥在道路交通中起着举足轻重的作用，建设一个高效的排水泵站是十分必要的。主要介绍了立交桥排水自动控制系统的设计方案，该排水系统采用西门子公司的s7—30¨OPLC控制3台潜水泵的启／停数目、工作方式以及格栅除污机的运行；并给出了下位PLc的水泵轮换工作程序。该排水控制系统的应用提高了泵站排水的可靠性关键词：PLC；立交桥；排水；自动控制中图分类号：TP273文献标识码：A0引言随着城市经济的不断发展，城市基础设施的建设日新月异。一般来说，位于立交桥下边的道路往往比周围干道低，且坡度很大，雨水很快就汇集到最低点，极易造成严重积水，而立交桥多设在交通频繁的主要干道上，若路面严重积水极易造成交通堵塞。此外，由于材料、设计、施工等因素的影响，路面不可能做到不渗水，水通过各种途径渗入到路面的内部，再加上行车荷载作用产生的动水压力，使沥青混凝土路面受到严重的破坏。为保证交通的畅通无阻，保证路面尽可能少的受到损坏，及时排除降雨形成的地面径流和地下水就显得十分重要，因此必须建立高效的排水泵站。排水泵站自动控制是最能满足控制要求且较灵活的控制方案。本文介绍了一种立交桥自动排水控制系统的设计，由于该排水泵站主要由3台潜水泵、2台格栅机、1台螺旋输砂机、1台螺旋压榨机和几个传感器组成，规模较小，输入、输出点也不多，因此，选择西门子公司的S7—3O0通用型PIC作为下位机，实现对潜水泵、格栅机、螺旋输砂机和螺旋压榨机的启停控制，控制的主要依据是液位值。1排水泵站自动控制系统工艺流程立交桥排水系统的核心是雨水泵站，泵站的设计分为3部分：第1部分为格栅间，第2部分为泵站主体——泵房，第3部分为变配电室。其大致的工艺流程如下：雨水通过进水渠首先进入集水池的前半部，然收稿日期：20O8一O4—28；修回日期：2OO8一O9一O1作者简介：王瑞(1983一)，女．山东东明人．在读硕士研究生。后通过格栅机，将泥沙等杂物拦截后，进入泵房集水池；格栅机的两侧安装有超声波液位计，当水位达到预设的警戒水位时依次启动水泵，经过泵抽升后，排入城市的排水系统；经格栅机滤出的泥沙等杂物先通过螺旋输砂机输送到指定位置，然后由螺旋压榨机将栅渣的水分排除，以减少杂物的体积，经过压榨机处理后脱水的泥饼、渣饼依次用小车运走。排水工艺流程图见图1。排出城市排水系统图1排水工艺流程图2设备选型2．1硬件选择2．1．1检测元件的选择(1)雨量计：选用华创升达公司生产的SI3型翻斗式雨量传感器，用来测量地面降雨量。(2)超声波液位计：选用FIOwIINEIU30型超声波液位计。(3)浮球开关：选用IQH一651A型磁浮液位开关，用以实现液位的定点报警。学兔兔www.xuetutu.com·136·机械工程与自动化2009年第1期2．1．2上位机的选择上位机为工控机(IPC)，选用台湾研华产品，配置为P4／1．7G／30G／256M，三星21”彩显(CRT)，以MSwindows2OO0为系统平台，工控机上装有CAD20O2、WORD、EXCEI等基本软件，还装有相应的编程软件和组态软件。工控机系统由1OOOVAuPs供电，它的232串口通过MPI适配器连接S7—3OOPIC的编程口。此外，可连接打印机，选用EPS()N公司的IQ一16OO—KIII型打印机。2．1．3下位机的选择下位机为可编程控制器(PIC)，选用SIMATICs7—3O0通用型PIc，其具体配置见表1。表1S7—3OO通用型PLC配置表型号类型／参数数量厂家PS3O712O／23OVAC输入，24VDc／5A输出l西门子CPU3l424V供电24kBl西门子SM321DIl6×24VDC2西门子SM322Do16×24VDC／0．5Al西门子SM331Al8×16Bit2西门子2．2软件选择使用SIMATICSTEP75．2对系统进行编程调试。上位组态软件采用西门子公司先进的人机界面系统SIMATICWinCC6．O。3控制系统设计3．1控制要求(1)泵站的水泵控制开关柜要具有就地和远程控制的功能。(2)泵站的控制室可对泵站实施3级控制，在控制室内进行自动化监控操作和信号处理。(3)采用PIC对整个泵站实现自动化控制，水泵将根据泵的状态、水位、雨量等工况自动投切。(4)通过对格栅两侧水位差的检测，提示或自动投切格栅除污机。(5)采用高性能的21真彩ICD显示屏，对整个泵站进行动态监控管理、故障报警、工况记录和报表打