基于PLC的地铁站自动排水控制系统设计.pdf

电气技术与自动化 秦常贵 基于P L C的地铁站 自动排水控制系统设计 基 于 P L C的地铁站 自动排水控 制 系统设计 秦常贵 广东松山职业技术学院， 广东 韶关 5 1 2 1 2 6 摘要 基于 P L C设计的地铁站自动排水控制系统， 很好地实现了 5个集水池不同满水情况下 的先满先抽自动排水控制和3个排水泵 自动轮换顺序工作控制。该系统设计科学合理 ， 控制 功能优越， 运行稳定可靠 ， 响应实日 寸 ．陕速 ， 具有很高的实际工程应用价值。 关键词 可编程序控制器； 自动排水 ； 先满先抽； 自动轮换 中图分类号 T H1 2； T P 2 7 3 文献标 志码 B 文章编号 1 6 7 1 - 5 2 7 6 2 0 1 1 0 4 - 0 1 5 9 - 0 2 De s i g n o f Aut o ma t i c Su bwa y S t a t i o n Dr a i n a g e Co nt r o l Sy s t e m Ba s e d o n PLC Q I N C h a n g g u i Gu a n g d o n g S o n g s h a n P o ly t e c h n i c C o l l e g e， S h a o g u a n 5 1 2 1 2 6 ，C h i n a Abs t r ac t Au t o ma t i c s u b wa y s t a t i o n dr ain ag e c o n t r ol s y s t e m i s d es ign e d b a s ed o n PL C，wh ich i s u s e d t o r e ali z e t h e a u t oma t ic f i r s t f ull f i r s t - p ump d r ai n a g e c o n t r ol amon g f iv e c ol le c t in g b as in s wi t h d iffe r e n t wat e r lev e l a nd au t o ma t i c a l t e r n a t e o p er at ion o f t hr e e wet -- p it pu mp s pe rfe c t l y ．Th e s y s t e m d e sig n i s s c i e n t i f i c a nd r e a s on a ble，it s c o n t r ol f u n c t i o n is，s u p er i o r ，it s r u n is s t ab l e an d r eli a ble a n d it s r es p o n s e is r e a l - t i me a n d f a s t ，s o i t is o f gr e a t v a l u e t o t h e p r ac t ic al en g i n e er i n g ap p l ic a t ion． Ke y wo r ds PL C； au t o ma t i c dr aina g e； fi r s t f ull f ir s t p u mp； au t o ma t i c a lt e r a t ion 0 引言 近年来 ， 随着我国汽车保有量的快速增长， 城市交通 拥挤和堵塞也越发明显。为了解决交通拥堵问题， 各大城 市纷纷修建地铁 ， 使地铁的数量与日俱增。由于地铁具有 快速、 准时等特点， 越来越多的人选择坐地铁上下班或外 出， 地铁站也就成为了大型的公共场所， 大量的生活用水 及消防用水也就随之而来。另外， 由于地铁一般距离地面 以下几米至几十米， 所以大量结构渗水也不可避免。因为 无论生活用水 、 消防用水还是结构渗水， 其水量的多少在 时间上都没有固定的规律可言， 所以， 如果采用人工来进 行排水控制的话 ， 不仅要浪费大量人力， 而且控制不具有 完全实时性。下面， 应用可编程序控制器 P L C 对地铁站 的自动排水控制系统进行设计⋯。 1 系统简介 地铁站设有 5个集水池， 每个集水池装有满水检测传 感器、 没水检测传感器和排水电磁阀 ； 系统配备了 3台 排水泵 ， 以适应不同情况的排水； 对于某一集水池而言， 当 满水检测传感器检测到集水池满水 实际上还可以继续 一 定量的集水 时， 系统 自动打开其排水 电磁阀， 同时启 动排水泵进行排水， 当低水位传感器检测到集水池没水 时， 自动关闭排水电磁阀， 同时停止排水泵。系统框 图见 图 l 。 二 鬻 l 2 3 菜 蓁 Y 2 l 2 系统功能设计 图 1 地铁站 自动 排水 控制系统示意 图 1 单一集水池自动排水控制 当有一集水池满水时， 系统 自动打开其排水电磁阀并 启动 1号排水泵进行排水； 当该集水池没水时， 自动关闭 其排水电磁阀并停止 1 号排水泵。 2 先满先抽自动排水控制 按照集水池满水的时间顺序进行排水 即哪个集水池 先满水， 就先对那个集水池进行排水 ， 等该集水池排水完 作者简介 秦常贵 1 9 7 3 ～ ， 男， 湖南双峰人， 讲师， 硕士， 机电教研室主任， 研究方向为自动控制技术和电工电子技术。 Ma c h in e B u i l d i n g 8 Au t o m a t i o n ， Au g 2 0 1 1 ， 4 0 4 1 5 9～1 6 0 ， 1 8 7 1 5 9 电气技术与自动化 秦常贵 基于 P L C的地铁站自动排水控制系统设计 毕， 再对按时间先后顺序满水的集水池进行一一排水。 3 集水池不同满水晴况下的先满先抽自动排水控制 若 1号排水泵在对某 1个集水池的排水过程中， 在其 他4个集水池中有2个或 3个集水池满水等待排水时， 则 自动按时间顺序再打开 1 个集水池的排水电磁阀并启动2 号排水泵进行排水， 且当只剩 1 个集水池排水时， 自动关闭 2号排水泵。若 1 号排水泵和2号排水泵在对某 2个集水 池进行排水时， 其他 3个集水池都满水时， 则自动按时间顺 序再打开 1 个集水池的排水电磁阀并启动 3 号排水泵进行 排水， 且当只剩 2个集水池排水时， 自动关闭 3号排水泵。 此功能就是根据集水池不同满水情况来决定启动排水泵的 台数并按先满先抽原则进行 自动排水控制， 同时也是充分 考虑到可能的消防或洪涝灾害时的排水需要。 4 排水泵自动轮换顺序工作控制 为了防止因2号排水泵可能比较少用， 尤其是 3号排 水泵可能长时间未启用而出现故障， 导致需要工作时却无 法正常启动的情况出现， 设计 1 号排水泵、 2号排水泵和3 号排水泵自动轮换顺序工作控制 ， 即它们的启动顺序为 先“ 1 号排水泵一2号排水泵一3号排水泵”； 再“ 2号排水 泵 3号排水泵一1号排水泵” ； 再“ 3号排水泵一1号排 水泵一2号排水泵” ， 接下来按此顺序循环； 当 1号排水 泵、 2号排水泵和3号排水泵作为第一台排水泵启动的次 数达到一定值 本控制系统设计为 1 0次 时就自动轮换。 这样就可以使 3台排水泵都能经常性地工作且其使用率 尽 可能地均匀分 布 3 P L C 自动控制系统设计 1 P L C选 型 本控制系统选用先进的三菱 F X 2 N - 4 8 MR机型 。 2 P L C自动控制系统 I ／ O分配 P L C自动控制系统 I ／ O分配见表 1 。 表 1 P L C自动控制系统 I ／ o分配表 输入元件 输入地址 集水池 】满水检测开关 KA I 集水池 2满水检测开关 K A 2 集水池 3满水检测开关 K A3 集水池 4满水检测开关 K A 4 集水池 5满水检测开关 K A 5 集水池 1没水检测开关 K A 6 集水池 2没水检测开关 K A 7 集水池 3没水 检测开关 K A8 集水池 4没水检测开关 K A 9 集水池 5没水检测开关 K AI O 输出元件 集水池 1排水电磁阎 Y VI 集水池 2排水电磁 阀 Y V 2 集水池 3排水电磁 阀 Y V 3 集水池 4排 水电磁 阀 Y V 4 集水池 5排水电磁 阀 Y V 5 1号排水泵电源接触器 K MI 2号排水泵电源接触器 K M2 3号排水泵电源接触器 K M3 X1 1 X1 2 X1 3 X1 4 X1 5 X 2l X2 2 X2 3 X2 4 X2 5 输 出地址 Yl Y2 Y3 Y 4 Y5 Yl 1 Y1 2 Yl 3 3 P L C自动控制系统 I ／ O接线图 l 6 0 P L C自动控制系统 I ／ O接线图见图2 。 KA1 ，， 一 X1 1 Y1 KA2 0 日 ／一 X1 2 Y2 KA3 ／一 X 1 3学 Y 3 B 蝴 KA4 _／ 一 x l 4霎Y 4 仁 ‘ 日 K A 5 _／一 X1 5 c 蛔 KA6 Y5 ／一 X21 C q KA7 Yl l ／一 X2 2 KA8 Y1 2 ／一 X2 3 KA9 Yl 3 ／一 X2 4 COM1 K A l 0 _ r 。 2 4 ■／一 X2 5 COM2 1 C OM COM3 ． _ J 图 2 P L C 自动控制系统 I ／ o接线图 4 程序设计 P L C自动控制程序设计见图3 。 M8 o o2 M31 XO l 1 T DO X01 2 XOl 3 L S L s Ls L S X01 4 X0 1 5 S M 1 I C0 Dl 6 M1 5 】 M M M M Kl [ D 2 K 3 卜_ _ { S E T M3 2 【 D 2 K 5卜 _ S E T M3 3 XO2 l l l I l l 1 r p 0 -l XO 2 2 I -0 XO 2 3 M4 2 M43 l I I l l l ’l X0 2 4 M4 1 M43 II J l J ， I J， l I rI ／ r l X0 2 5 M4 1 M4 2 l l l l l 0 1 0 【 下转第 1 8 7页 h t t p ／ ／ Z Z HD ． c h i n a j o u rna 1 ． n e t ． C l l E - m a i l Z Z H Dc h a i n a j o u ma l ， n e t ． c n 机械制造 与 自动化 川 m 1 Y Y Y Y K K K l l 2 3 4 Ⅲ Ⅲ Ⅲ m 电气技术与自动化 李勇 风电场无功补偿装置改造方案 b 可以选择以下方案进行无功补偿配置 1 保留风 电场升压站低压侧原有的 1 0 Mv a r 动态无功补偿装置以 满足风电场在风电功率波动时保持风电场升压变高压侧 功率因数为 1 ． 0的要求； 2 在风电场升压站低压侧再安 装 6 Mv a r D V A R装置 装置本身具有一6～ 6 M v a r 快速调节的能力 ， 利用 DV A R 装置对 3 5 k V系统三 相不平衡问题进行治理。 c 风电场安装的综合无功补偿装置的调节策略为 1 正常运行方式下 ， 充分利用动态无功补偿 ， DV A R 作无功备用； 2 需要进行无功调节时， 调节先后次序为 DV A R 调节、 动态无功补偿动作 、 变压器分接头调节； 3 变压器接头应根据系统不 同运行方式置于较固定位 置， 一般不加以调节， DV A R 和动态无功补偿达不到 要求时才进行调节。 参考文献 [ 1 ]黄平来． 动态电能质量和综合无功补偿技术 ， 温州市工业设计院。 [ 2 ]电弧炉炼钢供电系统的动态无功补偿． 收稿 日期 2 0 1 01 2～ 0 7 上接第 1 6 0页 M2l D1 D1 K7 K2 M21 ET Y0 01 M2 4 X0 21 一仆一 X0 2 2 卜 XO 2 3 一‘ 卜 _ X0 2 4 x- t O 2 t- 5 ET ET ET Y0 0 2 Yo 0 3 Y0 0 4 Y0 0 5 Y0 01 Y0 0 2 Y0 0 2 Yo 0 4 Yo 0 5 3 1 【 D 2 K1} _ R S T M3 2 】 f D 2 K 2 - 一 R S I ’M3 3] M8 0 2 S E T S TL Ma c h i n e B u i ld i n g 8 Au t o m a ti o n ， Au g 2 0 1 1， 4 0 4 1 8 3～1 8 7 M 3 3 C3 S ET S 2l 图 3 P L C 自动控制程序 ] T ] D ] 5 系统测试 对用 P L C设计的地铁站 自动排水控制系统进行了全 面反复的测试 ， 不仅完全实现了所有控制功能， 而且系统 运行稳定可靠 。 4 结论 应用 P L C对地铁站的自动排水控制系统进行设计 ， 很好地实现了五个集水池不同满水情况下的先满先抽 自 动排水控制和三个排水泵 自动轮换顺序工作控制， 设计科 学合理， 控制功能优越， 运行稳定可靠 ， 响应实时快速， 具 有很高的实际工程应用价值。 参考文献 [ 1 ]阮友德． 电气控 制与 P L C实训教程[ M] ． 北京 人 民邮电出版 社 ， 2 0 0 6 ． [ 2 ]张运 刚 ， 宋小春 ， 郭武 强． 从 入门到精 通 三菱 F X 2 N P L C 技术与应 用[ M] ． 北京 人 民邮 电出版社 ， 2 0 0 7 ． [ 3 ]三菱 公司． F X 1 S F X 1 N F X 2 N F X 2 N C编程手册 ， 2 0 0 0 ． 收稿 日期 2 0 1 00 3 2 2 l 8 7 ∞