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PLC在小區(qū)供水自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用

1 . 供水自動(dòng)化系統(tǒng)概述

      小區(qū)供水系統(tǒng)用于對小區(qū)內(nèi)生活、消防和噴淋用水的自動(dòng)供給，是住宅小區(qū)公用設(shè)施的重要組成部分。供水系統(tǒng)通過對水泵、閥門等設(shè)備的開、關(guān)和聯(lián)鎖來實(shí)現(xiàn)小區(qū)的正常供水，從而達(dá)到居民正常生活和人員、設(shè)備安全的目的。

      以前，小區(qū)供水系統(tǒng)的自動(dòng)化程度不高，其電氣控制部分一般采用傳統(tǒng)的繼電器進(jìn)行控制。但是，繼電器控制回路存在多種弊端，如繼電器由于長期動(dòng)作容易造成咬死和損壞、繼電器回路接線復(fù)雜且維護(hù)困難、繼電器回路難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜邏輯的控制、繼電器回路控制方案不易修改等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在供水系統(tǒng)越來越多地采用先進(jìn)、可靠、實(shí)用的可編程控制器(PLC)進(jìn)行控制，以提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性和供水系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。

另外，為滿足管控一體化的要求，小區(qū)供水自動(dòng)化系統(tǒng)可以納入上位管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理。在用PLC對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制的基礎(chǔ)上，利用PLC通信靈活的優(yōu)點(diǎn)，通過通信網(wǎng)絡(luò)把PLC和上位管理計(jì)算機(jī)連接起來，從而構(gòu)建上位監(jiān)控系統(tǒng)，做到管理和監(jiān)控一體化。

本文介紹PLC產(chǎn)品用于小區(qū)供水自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例。

2 . 供水自動(dòng)化系統(tǒng)簡介

      某住宅小區(qū)共有4棟住宅樓，配有4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)高位水箱，2臺(tái)水泵一用一備對水箱進(jìn)行供水。供水系統(tǒng)的控制由和利時(shí)公司新一代小型一體化PLC完成，該控制系統(tǒng)共有11路開關(guān)量輸入信號(hào)、9路繼電器輸出信號(hào)和4路模擬量輸入信號(hào)。PLC控制部分由一塊24點(diǎn)CPU模塊LM3107(14點(diǎn)開關(guān)量輸入和10點(diǎn)繼電器輸出)及一塊4點(diǎn)模擬量輸入模塊LM3310組成，PLC配置如圖1所示。CPU模塊上的串行通訊口連接上位計(jì)算機(jī)，用于對PLC編程和傳輸數(shù)據(jù)。

3 . 供水自動(dòng)化系統(tǒng)主要功能

      供水自動(dòng)化系統(tǒng)由上位計(jì)算機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)和下位PLC兩部分組成，上位監(jiān)視系統(tǒng)主要完成對現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)視、處理和存儲(chǔ)，PLC 主要完成數(shù)據(jù)的采集和對現(xiàn)場設(shè)備的控制。

      上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)接收PLC上傳的供水系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以數(shù)值和圖形的方式顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)。若運(yùn)行參數(shù)或運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生異常，系統(tǒng)對異常數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)警，提醒工作人員進(jìn)行處理。

      PLC采集水泵的開/停、手動(dòng)/自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)和水位信號(hào)，并通過通訊網(wǎng)絡(luò)把相關(guān)數(shù)據(jù)傳給上位計(jì)算機(jī)。PLC采集供水系統(tǒng)各設(shè)備的狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)后，進(jìn)行聯(lián)鎖、延時(shí)和調(diào)節(jié)運(yùn)算，并對相關(guān)設(shè)備發(fā)出控制指令

      水位低時(shí)，開啟泵對水箱供水;水位高時(shí)，停止泵的運(yùn)行，供水結(jié)束。兩臺(tái)水泵循環(huán)使用，具備自我保護(hù)、自動(dòng)故障切換功能。具有水位超高、超低檢測功能，一旦發(fā)生水位異常，系統(tǒng)報(bào)警。同樣，泵運(yùn)行異常時(shí)系統(tǒng)也發(fā)生報(bào)警。

      PLC編程軟件采用代表軟件最新發(fā)展潮流、完全符合IEC61131-3國際標(biāo)準(zhǔn)的PowerPro軟件，該軟件具有IL、LD、FBD、SFC、ST五種編程語言，且五種編程語言可以混合編程，部分編程語言可以相互轉(zhuǎn)化。PowerPro具有離線仿真功能，可以自定義功能塊，極大地方便了軟件編制和程序調(diào)試。和傳統(tǒng)的PLC編程軟件相比，PowerPro不僅具備了傳統(tǒng)PLC編程軟件的優(yōu)越特性，還注入了一些現(xiàn)代軟件面向?qū)ο蟮拈_發(fā)理念，這就使得程序的開發(fā)變得簡單、快捷，讓新學(xué)習(xí)PLC編程的技術(shù)人員更容易上手，同時(shí)也容易開發(fā)出更為復(fù)雜、穩(wěn)定的程序。另外還提供了非常便捷的調(diào)試環(huán)境，使得程序的調(diào)試更為方便，使程序的開發(fā)周期大為縮短。

4 . 結(jié)束語

      上述控制系統(tǒng)在小區(qū)供水系統(tǒng)的成功運(yùn)行表明：小型PLC功能完善、性能可靠，是小型PLC的優(yōu)秀代表，具有先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、可靠、靈活的顯著特點(diǎn)。

      供水自動(dòng)化系統(tǒng)采用以上PLC控制和上位監(jiān)控系統(tǒng)，有效地防止了以往泵房出現(xiàn)的停水、漫水等嚴(yán)重事件的發(fā)生。利用PLC代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電器控制回路，不僅提高了系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性，而且大大提高了系統(tǒng)的靈活性，為不同客戶的不同需求提供了靈活的解決方案。