一种基于plc的泵站监控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械、自动化、PLC、控制等技术领域，且特别涉及一种基于PLC的栗站监控系统。
【背景技术】
[0002]随着世界经济的高速发展，水资源的战略地位日益重要，水资源的有效利用和有效治理日益受到世界各国政府的重视。栗站一一水的唯一人工动力来源，栗站由于其能效高、节能环保，已被广泛应用于各种行业。作为重要的工程措施，无论是在水资源的合理调度还是治理中都发挥着不可取代的作用。同时，栗站在防汛、排水、抗旱、农业和工业用水以及城乡居民生活用水方面发挥着重要作用。
[0003]栗站作为耗能大户，控制系统经过多年使用，并且由于控制柜安装的低配室中蚀性气体浓度较高，夏天高温对设备影响显著。这些环境因数导致设备老化严重，近年来经常发生控制系统元件故障，特别是PLC模块和智能电力参数测量仪的故障率非常高，且维修难度很大。考虑到系统已经整体老化，维修成本支出越来越大，为了更好地发挥栗站监控系统的优越性，减轻操作工人的工作强度，保证防汛栗站设备的正常运行，亟需对控制系统进行更新改造。
【发明内容】
[0004]本发明针对自控系统随着使用年限增加、软硬件老化严重、故障率不断增加对栗站的影响，提出一种基于PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器件)的栗站监控系统，提高栗站运行效率，实现栗站设备可用率提高，长期稳定和自动化运行。
[0005]为了达到上述目的，本发明提出一种基于PLC的栗站监控系统，包括:PLC控制柜和PLC壳体柜，其中所述PLC控制柜设置有PLC模块，其连接于输入输出信号接线端子和输出隔离继电器，所述PLC壳体柜设置有UPS电源系统、信号上传排水公司采集装置、网络交换器和输入输出信号接线端子。
[0006]进一步的，所述PLC控制柜的开关量输入信号采用光电隔离输入，输出信号采用继电器隔离输出，模拟量输入信号采用相应的隔离模块输入。
[0007]进一步的，所述PLC控制柜设置有备用输入输出信号接线端子。
[0008]进一步的，所述PLC模块进行PLC控制分三种模式实现，即预留远程控制模式、就地控制模式和检修模式，
[0009]其中所述预留远程控制模式指通过有线PSTN或无线数传电台方式远程控制栗站设备运行/停止的模式；
[0010]所述就地控制模式分为手动/自动两种控制模式，就地自动控制模式能按预先约定的规则和调节方法自动控制现场设备，利用PLC的逻辑控制功能，提供设备的自动控制及关联设备的联动、连锁控制，所述就地手动模式是在人机操作界面上通过点击屏幕上的启动/停止按钮对单台设备进行手动操作。
[0011]进一步的，所述PLC模块包括水栗控制模块、闸门控制模块和阈值监视及报警模块，
[0012]其中所述水栗控制模块用于对栗站内雨污水栗执行自动控制，根据格栅后水位高度决定水栗的开机台数；
[0013]所述闸门控制模块将闸门的位置信号、升降动作信号、报警信号送至PLC模块；
[0014]所述阈值监视及报警模块对设备运行工况进行监视，其中包括电量阈值与工艺阈值的监视，所述电量阈值包括:进线电压，栗站低压侧总电流、总功率、总电量、水栗电机电流，工艺阈值包括:上下限水位，总出水流量，对阈值的越限值及越限时刻作为报警记录储存，并由PLC模块输出报警信号。
[0015]进一步的，该系统还设置有液位数显表，用于对液位的观察，同时在六台水栗启动柜上增加18套电流变送器，在两台低压进线柜上增加6套电压变送器，布置信号电缆与PLC模块连接，提高电流电压信号采集的可靠性。
[0016]进一步的，该系统还包括监控仪表模块，其通过栗站计算机进行监控，并设计有工控机人机交互界面，其包括栗站运行工艺总图模块、事件顺序记录模块、配电系统图模块、报警处理模块和趋势记录模块，
[0017]其中所述栗站运行工艺总图模块根据栗站设备的实际布置位置，建立栗站运行工艺总图，准确显示水位、各水栗运行状态以及闸门位置状态的设备信息；
[0018]所述事件顺序记录模块根据开关信号及设备故障信息的发生时间，监控系统将及时记录事件或事故的发生地点及时间，方便进行查询；
[0019]所述配电系统图模块负责实时显示各项电力参数，包括栗站配电柜的状态和电力测量参数；
[0020]所述报警处理模块用于监视生产过程、设备状态及运行参数变化，并能对超时超限报警进行相应的安全处理；
[0021]所述趋势记录模块具有实时趋势和历史趋势图查询功能，记录长期时间内的雨量及水位变化曲线，方便栗站管理需求。
[0022]本发明针对自控系统随着使用年限增加、软硬件老化严重、故障率不断增加对栗站的影响，提出一种基于PLC的栗站监控系统，提高栗站运行效率，实现栗站设备可用率提高，长期稳定和自动化运行。解决了设备老化带来的信号采集不精确、维修成本高等问题。最后设计了监控系统的人机交互平台，实现了关键设备实时监控。
【附图说明】
[0023]图1所示为本发明较佳实施例的基于PLC的栗站监控系统结构示意图。
[0024]图2所示为本发明较佳实施例的栗站控制系统结构示意图。
[0025]图3所示为本发明较佳实施例的工控机人机交互界面示意图。
[0026]图4所示为本发明较佳实施例的栗站运行工艺总图示意图。
[0027]图5所示为本发明较佳实施例的事件顺序记录示意图。
[0028]图6所示为本发明较佳实施例的配电系统示意图。
[0029]图7所示为本发明较佳实施例的报警数据库示意图。
[0030]图8所示为本发明较佳实施例的趋势记录示意图。
【具体实施方式】
[0031]以下结合附图给出本发明的【具体实施方式】，但本发明不限于以下的实施方式。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0032]请参考图1，图1所示为本发明较佳实施例的基于PLC的栗站监控系统结构示意图。本发明提出一种基于PLC的栗站监控系统，包括:PLC控制柜100和PLC壳体柜200，其中所述PLC控制柜100设置有PLC模块110，其连接于输入输出信号接线端子120和输出隔离继电器130，所述PLC壳体柜200设置有UPS电源系统210、信号上传排水公司采集装置220、网络交换器230和输入输出信号接线端子240。
[0033]根据本发明较佳实施例，计算机监控系统按标准进行总体设计，本着安全可靠、技术先进、经济、实用的原则进行设备配置，制定以下结构框架:所述PLC控制柜的开关量输入信号采用光电隔离输入，输出信号采用继电器隔离输出，模拟量输入信号采用相应的隔离模块输入。此外考虑现场环境有腐蚀性气体，控制柜采用高档的施耐德品牌，密封性也将达到较高防护标准。
[0034]进一步的，所述PLC控制柜设置有备用输入输出信号接线端子。更新改造后的系统将能够满足未来5年内设备稳定运行的要求，并预留一定数量的输入输出点做备用，可以方便地进行系统扩容。
[0035]图2所示为本发明较佳实施例的栗站控制系统结构示意图。所述PLC模块进行PLC控制分三种模式实现，即预留远程控制模式、就地控制模式和检修模式，其中所述预留远程控制模式指通过有线PSTN或无线数传电台方式远程控制栗站设备运行/停止的模式，它由调度中心监控系统来实施，为栗站控制系统的上级监控系统，实现对栗站的远程控制、远程数据采集。
[0036]所述就地控制模式分为手动/自动两种控制模式，就地自动控制模式能按预先约定的规则和调节方法自动控制现场设备，利用PLC的逻辑控制功能，提供设备的自动控制及关联设备的联动、连锁控制。
[0037]在该模式下，就地控制系统在启动栗前，要先判断各进水闸门、出水闸门是否处于相应合理位置，如果有闸门处于不合理位置，则要报警，根据预先设定好的控制参数(如液位、液位差、流量等)，合理启动相关设备(如栗组、格栅除污机等)以达到自动控制的目的。
[0038]所述就地手动模式是在人机操作界面上通过点击屏幕上的启动/停止按钮对单台设备进行手动操作。
[0039]所述PLC模块包括水栗控制模块、闸门控制模块和阈值监视及报警模块。
[0040]其中，所述水栗控制模块用于对栗站内雨污水栗执行自动控制，启停栗的输出控制信号是脉冲信号，其幅值和宽度根据实际需要制定、调整。根据格栅后水位高度决定水栗的开机台数，入口水位高于上限时增开一台栗，延迟一定时间后，仍高于上限则再增开一台水栗，保证合理的分布启动。水位低于下限时自动停一台，延迟一定时间后，仍低于下限则再停开一台，如此类推。
[0041]原则上使先启动的栗先停，以实现栗的循环使用，力求栗的运转时间均等，并避免一台栗开、停次数过多的现象发生。
[0042]以预定时间间隔连续三次启动水栗失败，说明设备有故障，无法启动，应自动启动下一台栗，同时将故障的栗号以状态字的格式建立标志。
[0043]当格栅前后液位中任何一个数值低于栗站最低液位时，禁止启动水栗，正在运行的水栗立即停机。水栗在一定时间间隔内的启停次数将严格按照水栗特性要求执行。每台水栗的运行时间将累计并且记录，以保证各台水栗的运行时间的均匀，同时根据栗组保养要求，提出保养维修建议。
[0044]所述闸门控制模块将闸门的位置信号、升降动作信号、报警信号送至PLC模块；闸门的控制有检修和就地控制两种模式，由闸门控制箱面板上的转换开关来选择，检修控制模式的优先级高于就地控制模式。模式转换开关的状态应反馈给PLC。
[0045]检修模式:人工操作闸门或闸阀控制箱面板上的按钮，控制闸门的开启和关闭。
[0046]就地控制模式:闸门或闸阀执行来自PLC的启闭控制命令。操作人员可以在PLC的操作界面上手动控制闸门的开启和关闭。
[0047]系统在转换成自动模式时，将自动检测各闸门所处状态，当有闸门处于不合理状态时，系统在开栗时将自动产生报警。
[0048]格栅除污机及压榨机输送机的控制
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