信息化时代下，采用 PLC 控制系统对泵站运行状况进行精确把握成为当前主流模式，同时 PLC 系统的信号传输更加稳定，更能够保证截污泵站的稳定运行。建立 PLC 的农村截流污水泵站自动控制系统非常必要。既满足当下对新技术的需求和应用，也可起到经济效益和环境效益 [1]。

 

1 自控设计

1.1 设计原则

泵站自控系统是指在没有人为直接参与的情况下，利用外加的 PLC 控制器，使泵站内设备根据某个工作状态或参数按照预定的规律稳定运行。

 

自控系统的软硬件的配置符合国家和国际上有关标准，确保产品的可靠性、开放性，以满足产品的后期开发、升级和远期扩展的需要 [2-3]。设备选型立足于可靠性和xianjin性，除电磁流量计选用中外合资产品外，超声波液位计、各种分析仪表及 PLC 可编程序控制器等均采用国际知名品牌，控制系统必须工业级设备。

 

1.2 设备选型

根据工程的工艺特点及控制系统的需要，在污水泵房设置超声波液位计。检测仪表配置满足工艺流程检测要求、工艺设备控制要求和安全生产要求，其选型立足于可靠性、xianjin性，并确保工艺的精度要求和实时要求以及维护方便，运行稳定、性价比从优的原则。仪表还需带现场显示功能，并具有 4-20mA 标准信号输出，其检测值送入泵站现场的 PLC 或就近送入远程 I/O。位于室外仪表的变送器应带有遮阳罩。所有仪表外壳防护等级为 IP65 以上，可能被水淹没的仪表外壳防护等级应为 IP68。所有仪表输出信号为 4-20mA。仪表电源为 220VAC 或 24VDC。设备工况信号输出采用常规 I/O 形式。

 

1.3 运行模式

水泵设置自动（液位信号）、手动及远程无线三种方式控制。通讯网络分为三层，第一层为中央－现场监控层，第二层为现场控制主站至管理中心的工业以太网，第三层为现场监控层。现场控制主站至现场仪表及设备用常规 I/O 电缆连接 [4]。

 

根据设备运行要求，泵站设置 PLC 自动化控制系统，设定 PLC 控制单元控制参数，直接控制有关设备。既可以在机旁箱（柜）或者开关（控制）柜上进行手动控制，也可以（通过 PLC）实现自动控制。泵站自动控制系统能和污水处理控制中心通信，自控系统对工艺设备进行监控，以确保出水的稳定。

 

1.4 监控对象

农村截污泵站主要包括进出水渠道、格栅除污机、螺旋压榨机、进出水阀门、变压器间、集水井以及控制中心。其监控对象主要为泵房内水泵、电磁流量计、超声波液位计以及截流井的电动闸门。

 

1.5 防雷、接地

关于防雷、过电压保护及接地的设计如下：控制室、现场的电源进线均设雷电保护装置。控制系统通讯讯道端口 ( 非光缆通讯 ) 及现场仪表 (4-20mA) 端口配置防雷装置。工程常采用等电位接地方式，控制系统保护接地、防雷电感应接地及工作接地与电气接地共用，接地电阻＜ 1Ω。

 

1.6 系统配置

系统主要由以下部分组成：CPU 模块，通讯模块，数字量输入、输出模块，模拟量输入、输出模块，电源模块，编程软件，中间继电器，信号隔离器，开关电源，触摸屏。工程泵站各 PLC 柜硬件设置均一致，具体数量情况由设备数量确定。泵站控制系统人机界面如图 1 所示。

 

2 控制流程

1）以泵站安装三台水泵为例，在泵房内设置超声波液位计，当农村污水量集中至泵站，而使液位计探测的液位超过S1（低水位）时，液位计信号反馈至 PLC 模块，PLC 指令水泵系统自动启动其中一台水泵；当污水量继续增加，泵站内液位达到 S2（高水位 ) 液位时，PLC 指令三台水泵全部启动；直至液位回落后则关闭两台水泵；zui终当液位重新低于 S1 时，水泵停止运行。三台水泵互为备用，以运行时间为分界点，每运行 1h 则进行自动切换。

2）当水泵出现故障时，控制柜面板故障指示灯点亮，同时于触摸屏上显示故障水泵编号。PLC 能够自动感知并强制停止运行，以避免造成更大的故障损失。

 

3）以上述泵站涵盖 6 个截流井为例，每个截流井设置一个电动闸门，既可以通过在现场设置就地操作箱进行人工控制，同时将操作箱信号接入泵站 PLC 系统，可在泵站处对电动闸门进行集中控制。

4）该 PLC 系统同时包括远程无线传输模块，可通过搭建集控中心或无线终端（计算机端或手机端），实现泵站及截流井的远程控制。

5）水泵的自动控制系统原理如图 2 所示。

 

3 结束语

在农村截污泵站系统中，PLC 自动控制系统发挥着日益重要的作用，一方面可实现泵站内设备的自动运行，降低人工成本和设备维护成本，另一方面能够保证截污泵站的持续、正常运行。其在很大程度上能减少因监控不及时而引起的污水排河的发生，对生态环境保护具有重要意义。

 

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