投入式液位计与PLC系统用于地面排水控制系统改造案例介绍

　　地面排水系统无论是对于城市排雨水系统还是用于生产厂区的地面雨水收集，都有着重要作用。出于对于水资源受到的污染日益加重的今天，雨污水分流是一项重要的措施。本文所介绍的这套投入式液位计与PLC系统结合的设备，就是用于收集厂区地面雨水并排放到江河海大的水循环系统中。工厂原来的这套排水控制系统采用的为电结点式液位计，因受环境潮湿和结垢的影响，性能不稳定，并且安装位置较低，不便于维护，后经国产化改造，用RZ-YJ500系列的静压式投入式液位计和智能二次显示表替代了电结点式液位计，取得很好的效果，不过改造后的系统的设计仍然存在不足之处，一般情况下投入式液位计与知能二表的配合使用，增加报警与开关量信号便可以做到自动化开启与关闭，但不能实现远程的控制。为了增加系统运转的可靠性与安全性，并且实现远程的控制，达到自动化开启与关闭的目的，公司决定应用S7-200系列PLC又对地面排水控制系统进行了改造，改造实施之后，成功解决了系统存在的问题，提高了系统的可靠性。　

一、 初次改造后控制系统简介
　　1.1 系统功能
　　地面排水控制系统主要用于实现两台轴流排水泵的启停，排出地面水收集地坑的水。控制系统通过测量地坑液位，当液位高度达到*先启泵设定值时，启动1台排水泵进行排水，当液位高度达到二启泵设定值时，启动另1台排水泵进行排水，当液位降到停泵液位时，停止排水泵运行。
　　1.2 系统结构
　　如图1所示，国产化改造后，地面排水控制系统用投入式液位计测量地坑液位，用智能二次仪表接收投入式液位计的信号，并根据设定的液位报警值向电气控制部分发出启动和停运排水泵信号，控制系统配置了2个投入式液位计，通过1个转换开关，可以选择投入使用的液位计，也可对比两个液位计的测量数据，通过定期巡检发现液位测量故障。
　二、系统存在的不足
　　2006年，因投入使用的投入式液位计损坏，输出液位测量值保持不变，并高于*先启泵设定值，导致了排水泵无水空转，轴承失去水润滑冷却烧毁，事后，对控制系统进行了研究和分析，发现存在初次改造后系统存在以下问题：
　　1）未考虑液位计损坏保护停运排水泵。
　　2）配置了2个投入式液位计，但受智能二次仪表的功能限制，只能投入1个液位计作为逻辑判断的依据。
　　3）没有液位计故障诊断和报警功能。
　　4）根据运行经验，在切换液位计过程中，因电流冲击易发生液位计的损坏。
　　3 系统改造
　　为了解决目前系统存在的问题，应用S7-200系列PLC对系统进行了再次改造，改造后系统的结构如图2所示，选择了CPU224中央处理器、EM235模拟量输入输出模块、TD200显示单元，并设置了液位计故障报警灯。
　　CPU224可以用编程软件STEP7-Micro/WIN 32进行逻辑编程，同时引入两个投入式液位计的信号，实现复杂的控制功能，主要的逻辑功能如下：
　　（1）通过两个液位计测量值对比实现了液位计诊断和报警功能，当两个液位计的差值**超过设定值时，发出报警，点亮报警灯，便于巡检人员及时发现液位计测量故障。
　　（2）当存在液位计测量故障时，发出保护停泵命令。
　　（3）取两个液位计测量值的平均值作为液位测量值参与启泵和停泵的逻辑判断，提高了测量的准确性和可靠性。
　　（4）通过TD200可以同时显示两个液位计的测量值和液位差值，不需要硬切换，避免电流冲击导致液位计损坏。
　　实现起停泵控制和报警的梯形图逻辑如图3所示：
　　4 结束语
　　通过S7-200系列PLC在地面排水控制系统改造中的应用，提高了系统的逻辑处理能力，摆脱了智能二次仪表的功能限制，实现了液位测量的故障诊断和报警功能，解决了单个液位计故障导致排水泵无法停运的问题，提高了系统的可靠性，对类似系统的设计和改造有一定的参考意义。

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