1 泵站工藝流程和控制對象簡介
 

圖1 江濱泵站工藝流程簡圖
　　江濱泵站工藝流程簡圖如圖1所示。圖中格柵機的作用是將水中較大的固體垃圾抓取到和過濾后經(jīng)皮帶輸送機輸送到垃圾箱;橋式刮砂機定時將沉砂池中的細小固體顆粒刮至排砂泵處，排砂泵將砂水混合物輸送至砂水分離器，砂水分離器將細小的固體顆粒與水分離，水進入集水池、固體顆粒進入垃圾箱;集水池部分的作用是蓄集污水，并通過潛水泵將污水輸送至污水處理廠。
　　江濱泵站的控制對象主要由三個相對獨立的部分組成：格柵池、沉砂池和污水集水池，此外還有兩個過江管道。格柵池部分有三個水道，共有六個進/出水閘門（啟閉機）、三臺細格柵機、一臺粗格柵機（共用）和一臺皮帶輸送機（共用）;沉砂池部分有四個水道，分為兩組，共有兩臺橋式刮砂機、四臺排砂泵、兩臺砂水分離器和四個進水閘門;污水集水池部分有兩個集水池，兩者之間有一連通閘門（不參與自動控制，正常情況下，該連通閘門處于開啟狀態(tài)），每個集水池有三臺污水泵，共六臺（四臺配置了軟啟動器、兩臺配置了變頻器），十二個電動閥門（泵進出/水閥門）;此外，兩個出水總管各有一個閥門，共兩個閥門。
2 泵站控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡介
　　泵站控制系統(tǒng)由PLC、低壓控制屏、MCC柜及外圍電氣設(shè)備（如格柵機、閥門、泵等）組成，并通過以太網(wǎng)與中控室相連，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖如圖2所示。

圖2 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖
　　PLC是整個系統(tǒng)自動控制的中樞，它負責(zé)對泵站設(shè)備運行和工作狀態(tài)的采集、與中控室監(jiān)控系統(tǒng)通信、實現(xiàn)相關(guān)的控制;低壓控制屏用以控制功率較小的泵、閥、格柵等設(shè)備，設(shè)備的運行狀態(tài)通過低壓控制屏輸入PLC的開關(guān)量輸入模塊，相應(yīng)的PLC輸出開關(guān)量通過低壓控制屏對相關(guān)設(shè)備進行控制;MCC柜用以控制220KW的大功率排污泵，泵的運行狀態(tài)通過MCC柜輸入PLC的開關(guān)量輸入模塊，六臺泵分別配有軟啟動器或變頻器，通過現(xiàn)場總線DeviceNet與PLC相連，PLC通過現(xiàn)場總線模塊可讀取變頻器、軟啟動器的運行狀況及實現(xiàn)變頻調(diào)速和軟啟動器參數(shù)遠程設(shè)置;集水池水位、出水流量、出水管道壓力、PH值、溫度等信號由現(xiàn)場傳感器直接接入PLC的模擬量輸入模塊。
3 PLC硬件設(shè)計
　　SLC500系列PLC具有大型PLC的功能，小型PLC的價格和不斷擴充的控制能力和通信能力，可隨時滿足工業(yè)控制中的各種要求。由羅克韋爾自動化公司所屬的A-B公司生產(chǎn)，包括模塊化處理器、輸入輸出模塊、特殊功能（）模塊、電源、框架等。產(chǎn)品目錄號為1746和1747系列，采用框架式結(jié)構(gòu)，為在不同的工業(yè)現(xiàn)場使用提供了穩(wěn)定的可靠平臺。其中SLC 5/05系列PLC是SLC500 系列PLC中支持以太網(wǎng)通信的PLC。
　　3.1 處理器的選擇
　　根據(jù)鎮(zhèn)江市污水收集自動控制系統(tǒng)需通過以太網(wǎng)實現(xiàn)城域網(wǎng)的構(gòu)建，首先確定處理器為支持以太網(wǎng)通信的SLC 5/05系列，再根據(jù)I/O點數(shù)等估算存儲容量并選型。本設(shè)計中選用的是有以太網(wǎng)接口、支持塊傳輸指令的16K存儲容量的1747-L551B處理器模塊。
　　3.2 輸入/輸出模塊的選擇
　　根據(jù)江濱泵站的控制對象、檢測參數(shù)及控制要求，統(tǒng)計PLC的I/O點數(shù)。根據(jù)統(tǒng)計的I/O點數(shù)，考慮價格、備用模塊通用性及留有10%～15%的裕量，本設(shè)計中選用了2個四通道模擬量輸入模塊1746-NI8，20個16點直流24V開關(guān)量輸入模塊1746-IB16和6個交流240V繼電器輸出模塊1746-OW16。
　　3.3 框架和電源的選擇
　　1）框架選擇 由上述所選擇的輸入/輸出模塊選用3個10槽的框架，框架間通過框架擴展電纜1746-C9實現(xiàn)互連。
　　2）電源選擇 根據(jù)文獻[2][4]中的方法計算并選擇電源模塊，在編程環(huán)境中進行I/O組態(tài)（IO Configuration）時，可利用 Power Suplly校驗電源是否滿足要求。本系統(tǒng)中所用電源為1746-P4。
　　3.4 現(xiàn)場總線模塊選擇
　　江濱泵站的六臺潛水泵的功率均為220KW，為了減小啟動沖擊電流和減少泵的啟停次數(shù)，其中四臺泵配置了軟啟動器、兩臺泵配置了變頻器，軟啟動器和變頻器都支持DeviceNet現(xiàn)場總線通信，通過與軟啟動器和變頻器的通信可實現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的讀取、修改及泵的調(diào)速，本設(shè)計中選用了DeviceNet模塊1747-SDN。
    實際運行表明，江濱泵站PLC系統(tǒng)控制程序與應(yīng)用Intouch編寫的上位監(jiān)控界面相結(jié)合，實現(xiàn)了PLC本地自動控制、上位遠程遙控、遠程設(shè)置參數(shù)等要求，*設(shè)計要求，達到了預(yù)期的目標。