plc的污水泵站自动控制系统设计
摘 要在城市化建设进程不断发展的重要影响下，更多的人口涌入到城市当中，过于集中的人口密度情况，极大地加剧了用水紧张的程度，使整体的用水量得以不断上涨。而工业化程度逐步提高的同时，也造成了严重的环境污染，尤其来自工业以及日常生活中的污水排放情况，对城市的水资源环境造成了很大的危害，生态失衡现象变得日益明显。我国人口众多，属于水资源紧缺的国家之一。从相5关研究资料中可知，自新世纪伊始，国内城市的污水年排放量高达500多亿立方米，虽然城市数量众多，但真正设有污水处理厂的却不多，污水处理率不到28%。众所周知，污水泵站是市政工程的重要组成部分，该项基础性设施，决定着城市的水资源供应与使用情况。受到日益增多的水污染现象影响，依靠污水泵站对生活与工业污水加以科学处理显得十分关键，所以不难看出，运用先进的系统技术与设备，完成污水处置已经迫在眉睫，基于 PLC的污水泵站自动控制系统的合理设计具有一定的可行性。本次论文的研究主要通过阐述污水泵站自动控制系统的构造，并且说明了污水泵站的管控环节与机制原理，同时也分析了基于 PLC的污水泵站自动控制系统的硬件设计方式，当然也阐明了基于 PLC的污水泵站自动控制系统的软件设计方案。此次研究的目的在于探究和分析基于 PLC的污水泵站自动控制系统的科学设计方案，从而有效提升我国污水泵站的污水处理能力。
目录
引 言 1
一、污水泵站自动控制系统的构造 2
二、污水泵站的管控环节与机制原理说明 2
三、基于 PLC的污水泵站自动控制系统的硬件设计分析 4
（一）污水泵站有关设施的构成说明 4
（二）有关功能模块的合理选用 4
四、基于 PLC的污水泵站自动控制系统的软件设计分析 5
（一）系统的软件功能模块的分析 5
（二）系统的监控功能模块的分析 9
总结 10
致谢 11
参考文献: 12
引 言
市政工程项目的建设对于城市化建设进程而言，其重要性不言而喻。而污水泵站可谓市政配套设施的关键构成部分，对于城市污水的处理以及水资源的合理利用起到了很大的作用。通常情况下，很多城市借助布设于各个城市当中的相关污水泵站完成污水处理、循环水二次 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
利用的艰巨任务。事实上，虽然绿色环保理念已经被提出很多年，不过为了获得更多的经济效益，在工业化程度逐步提升、城市化发展不断加快的过程当中，日常生活与工业生产之中的废水量也与日俱增，由此对从前存在的污水泵站相应的污水净化与水资源利用能力提出了更高的要求，实施有关污水处理工艺的升级和优化成为必然的需求。
从前的污水泵站运用的为单一化的继电器——接触装置的管控方法，在污水泵站的运作数据信息的记录主要依靠人为的形式完成。同时结合相应具体的数据信息实现格栅、水泵启动与暂停、有关阀门开关的管控操作，导致系统整体的运作效率较低，管控较为粗放化，不仅凸显出较低的管控能力，而且增加了相关工作人员的任务量和压力。
基于PLC不但拥有较强的抗干扰性、高稳定性，而且简洁的程序非常便于操作，较为健全的功能优势，则使其获得普及，发挥出良好的作用。此次研究主要运用了由美国研发制造的S7200系列PLC以及有关其他设施，从而完成污水泵站自动控制系统的科学设计任务，一方面，使得污水泵站真正达到了对运行状况的自动管控效果；另一方面，借助上位机设备，达到了远程管控污水泵站，使其相应的数据信息自动形成的目的，具有重要的意义。
一、污水泵站自动控制系统的构造
此次研究中设计的污水泵站自动控制系统的构造见下图11。
图11 污水泵站自动控制系统的构造
从上图1当中不难看出，此次设计的系统主要运用了PLC和相关其他设施所组成的方式，能够实现和上位机之间通信的功能，并且也具有接收来自中央控制室下达的管控指令以及将污水泵站的运作数据信息及时上传等方面的作用[1]。对于此系统来说，PLC可谓系统的核心构成部分，针对污水泵站的实际运作情况，借助数字量的输入功能模块完成相应数据信息的采集任务，例如：当泵站处于运作或者停止、相关的闸门启动或关闭的情况下对应信号的采集。同样，借助数字量的输出功能模块完成相应指令的管控任务，例如：当泵站处于运作或者停止、相关的闸门启动或者关闭的情况下的信号的管控。而对于相应的模拟量的输入功能模块主要用于对有关流量与液位等相关数据信息的采集处理的目的，从而提供给污水泵正常运作的管控有效的数据参考根据[2]。
二、污水泵站的管控环节与机制原理说明
一般情况下，对于城市当中的生活污水而言，主要依靠市政管理过程当中对管网的有效收集之后，使其最终流入到相应的污水泵站当中的方式。在这过程当中，应该保证从污水管中排放出的大量污水可以流入进粗格栅池的里面。当污水通过粗格栅后，使得过滤了杂物以后的水进入到集水池之内。而污水泵站在运行处理污水的过程中，主要以集水池的液位出现的高低变化情况作为重要的参考，从而使污水被合理抽倒处理后，流入到细格栅池当中[3]。同样，当污水通过细格栅后，使得过滤了杂物以后的水流入到砂水分离装置当中，最后，利用砂水分离装置对污水的分离处理，使其流入到沉淀池当中。对于具体的整个处理环节，详情见下图21。
图21 污水泵站的污水管控环节
从当前的发展情况来看，很多较为小型的污水泵站的自动管控系统进行污水处理的时候，经常运用直接开启与停止的形式完成对污水泵电动机装置操控的目的，如此举措可能会导致电动机的转矩发生异常变化，致使水流与电流冲击的形成，让污水泵站自动控制系统在运行的过程中出现较大的振动等噪声，还极有可能导致阀门与管道出现破裂的情况，缩减了相关的传动机械设施的使用年限[4]。而借助变频相关技术能够做到对电动机的软启动或者停车的操控处理，不过鉴于相应的变频器的实际价格过高，缺少一定的性价比。所以，设计系统运用软启动装置，使得相应的污水泵站可以正常进行运作，从而达到利用PLC技术完成污水泵站的运作情况的自动管控的效果，具体的机制原理见下图22。
图22 污水泵站的自动管控系统的机制原理
通过设置超声波液位计装置于集水池当中，以便实现对污水的水位情况的准确测定的目的，同时把检测的相关水位的信息数据及时传送给PLC和上位机设备当中，便于有关工作人员实施判断与分析，以测定数值作为有效的依据，对有关的管控程序予以启动操作，最终实现对污水泵站的运作组合的科学管控的目的。同时，设置超声波流量计装置于污水的管道当中,可以完成对污水泵站的具体的污水流量情况的监测效果[5,6]。如此不但使相关设施在长期持续使用中的受损程度下降，而且结合具体的来水量情况，能够实时并精准地对污水泵站的运作状况予以调控和优化处理。
三、基于 PLC的污水泵站自动控制系统的硬件设计分析
此次系统的设计主要运用的为由美国公司制造的中小型S7200系列功能模块PLC。具体来说，第一，将管控目标的相应输入、输出的类别以及点数等情况作为有效的依据，从而明确系统架构的数量与规格型号[7,8]。第二，针对存在的有关剩余量和对于未来系统拓展的需求情况作为依据，科学对有关功能模块的数量与类别加以选用，估算出有关的存储空间情况；第三，进行CPU功能模块的选用的时候，主要对有关存储的空间与通讯方式的情况作为参考，并最终合理对电源的模块予以选用。
目录
引 言 1
一、污水泵站自动控制系统的构造 2
二、污水泵站的管控环节与机制原理说明 2
三、基于 PLC的污水泵站自动控制系统的硬件设计分析 4
（一）污水泵站有关设施的构成说明 4
（二）有关功能模块的合理选用 4
四、基于 PLC的污水泵站自动控制系统的软件设计分析 5
（一）系统的软件功能模块的分析 5
（二）系统的监控功能模块的分析 9
总结 10
致谢 11
参考文献: 12
引 言
市政工程项目的建设对于城市化建设进程而言，其重要性不言而喻。而污水泵站可谓市政配套设施的关键构成部分，对于城市污水的处理以及水资源的合理利用起到了很大的作用。通常情况下，很多城市借助布设于各个城市当中的相关污水泵站完成污水处理、循环水二次 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
利用的艰巨任务。事实上，虽然绿色环保理念已经被提出很多年，不过为了获得更多的经济效益，在工业化程度逐步提升、城市化发展不断加快的过程当中，日常生活与工业生产之中的废水量也与日俱增，由此对从前存在的污水泵站相应的污水净化与水资源利用能力提出了更高的要求，实施有关污水处理工艺的升级和优化成为必然的需求。
从前的污水泵站运用的为单一化的继电器——接触装置的管控方法，在污水泵站的运作数据信息的记录主要依靠人为的形式完成。同时结合相应具体的数据信息实现格栅、水泵启动与暂停、有关阀门开关的管控操作，导致系统整体的运作效率较低，管控较为粗放化，不仅凸显出较低的管控能力，而且增加了相关工作人员的任务量和压力。
基于PLC不但拥有较强的抗干扰性、高稳定性，而且简洁的程序非常便于操作，较为健全的功能优势，则使其获得普及，发挥出良好的作用。此次研究主要运用了由美国研发制造的S7200系列PLC以及有关其他设施，从而完成污水泵站自动控制系统的科学设计任务，一方面，使得污水泵站真正达到了对运行状况的自动管控效果；另一方面，借助上位机设备，达到了远程管控污水泵站，使其相应的数据信息自动形成的目的，具有重要的意义。
一、污水泵站自动控制系统的构造
此次研究中设计的污水泵站自动控制系统的构造见下图11。
图11 污水泵站自动控制系统的构造
从上图1当中不难看出，此次设计的系统主要运用了PLC和相关其他设施所组成的方式，能够实现和上位机之间通信的功能，并且也具有接收来自中央控制室下达的管控指令以及将污水泵站的运作数据信息及时上传等方面的作用[1]。对于此系统来说，PLC可谓系统的核心构成部分，针对污水泵站的实际运作情况，借助数字量的输入功能模块完成相应数据信息的采集任务，例如：当泵站处于运作或者停止、相关的闸门启动或关闭的情况下对应信号的采集。同样，借助数字量的输出功能模块完成相应指令的管控任务，例如：当泵站处于运作或者停止、相关的闸门启动或者关闭的情况下的信号的管控。而对于相应的模拟量的输入功能模块主要用于对有关流量与液位等相关数据信息的采集处理的目的，从而提供给污水泵正常运作的管控有效的数据参考根据[2]。
二、污水泵站的管控环节与机制原理说明
一般情况下，对于城市当中的生活污水而言，主要依靠市政管理过程当中对管网的有效收集之后，使其最终流入到相应的污水泵站当中的方式。在这过程当中，应该保证从污水管中排放出的大量污水可以流入进粗格栅池的里面。当污水通过粗格栅后，使得过滤了杂物以后的水进入到集水池之内。而污水泵站在运行处理污水的过程中，主要以集水池的液位出现的高低变化情况作为重要的参考，从而使污水被合理抽倒处理后，流入到细格栅池当中[3]。同样，当污水通过细格栅后，使得过滤了杂物以后的水流入到砂水分离装置当中，最后，利用砂水分离装置对污水的分离处理，使其流入到沉淀池当中。对于具体的整个处理环节，详情见下图21。
图21 污水泵站的污水管控环节
从当前的发展情况来看，很多较为小型的污水泵站的自动管控系统进行污水处理的时候，经常运用直接开启与停止的形式完成对污水泵电动机装置操控的目的，如此举措可能会导致电动机的转矩发生异常变化，致使水流与电流冲击的形成，让污水泵站自动控制系统在运行的过程中出现较大的振动等噪声，还极有可能导致阀门与管道出现破裂的情况，缩减了相关的传动机械设施的使用年限[4]。而借助变频相关技术能够做到对电动机的软启动或者停车的操控处理，不过鉴于相应的变频器的实际价格过高，缺少一定的性价比。所以，设计系统运用软启动装置，使得相应的污水泵站可以正常进行运作，从而达到利用PLC技术完成污水泵站的运作情况的自动管控的效果，具体的机制原理见下图22。
图22 污水泵站的自动管控系统的机制原理
通过设置超声波液位计装置于集水池当中，以便实现对污水的水位情况的准确测定的目的，同时把检测的相关水位的信息数据及时传送给PLC和上位机设备当中，便于有关工作人员实施判断与分析，以测定数值作为有效的依据，对有关的管控程序予以启动操作，最终实现对污水泵站的运作组合的科学管控的目的。同时，设置超声波流量计装置于污水的管道当中,可以完成对污水泵站的具体的污水流量情况的监测效果[5,6]。如此不但使相关设施在长期持续使用中的受损程度下降，而且结合具体的来水量情况，能够实时并精准地对污水泵站的运作状况予以调控和优化处理。
三、基于 PLC的污水泵站自动控制系统的硬件设计分析
此次系统的设计主要运用的为由美国公司制造的中小型S7200系列功能模块PLC。具体来说，第一，将管控目标的相应输入、输出的类别以及点数等情况作为有效的依据，从而明确系统架构的数量与规格型号[7,8]。第二，针对存在的有关剩余量和对于未来系统拓展的需求情况作为依据，科学对有关功能模块的数量与类别加以选用，估算出有关的存储空间情况；第三，进行CPU功能模块的选用的时候，主要对有关存储的空间与通讯方式的情况作为参考，并最终合理对电源的模块予以选用。
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