智能泵站PLC远程控制系统设计

智能泵站 PLC远程控制系统设计

谢迪

北京市水利规划设计研究院 北京市 100048

摘要：计算机科学技术的发展，推动了现代化、自动化的发展，在各行各业，自动化技术得到了越发普遍的应用，改变了传统人工控制的生产模式等，实现了生产技术的进步，提高了生产的效率。基于PLC的自动控制系统的高度自动化，能够对泵站进行高效控制，实现管理的信息化、系统化，提高了泵站自动处理与控制的效率，有利于实现城市的发展。这一技术基于其良好的信息处理能力，在未来必将得到快速的发展，并具有更为广阔的应用空间。

关键词：智能泵站；PLC远程控制系统；设计

中图分类号：TP273  文献标识码：A 文章编号

1 PLC自动控制系统在泵站水处理中的应用

1.1控制方式

PLC自动控制系统在水处理中，能够结合实际的情况，采取不同的控制方式实现良好的水处理效果。在控制方式选择上，主要有自动控制与手动控制两种类型。当设备处于正常运行情况时，一般直接采用自动控制的方式来保证系统正常的工作，当PLC系统在运行过程中发生设备运行故障或异常时，PLC系统将直接自动选择手动控制的模式来保证城市泵站的顺利排污。

1.2采集数据

水处理系统中PLC自动控制系统的应用，实现了对数据的采集与录入，并及时将采集的数据信息传输到影像中。水处理过程中，能够实时获得水处理各个阶段的各个参数，并对各种数据加以分析与处理。及时的数据存储，更是避免了整个系统运行中的数据缺失或者泄露，保障了后续工作的顺利进行。在PCL系统中，数据的采集与存储是整个系统的重要功能。

1.3数据分析

PLC自动控制系统在城市水处理中的应用，具有极好的使用效果。该系统的应用，保证了泵站在运行中数据信息等的安全传输与存储，相关技术人员在通过对获得数据的分析与综合的基础上，能够对运行中的异常情况、故障问题等进行及时监测，并根据数据结果及时对设备等进行检修等，为保证以后工作的正常进行提供重要的参考。相关人员还可以根据数据分析结果，对系统进一步加以完善与改进，进一步提高水处理效果。

2 PLC自动控制系统的简要分析

2.1 PLC自动控制系统的概念

PLC全称是Programmable Logic Controller，译为可编程逻辑控制器。从功能上来说，PLC自动控制系统是一种存储器设备，集存储、定时、逻辑运算、基本运算等功能于一体，可以实现生产中的多种操作。在一定程度上而言，这种存储器设备由于功能的特殊性，尤其是其可编程的特性，能够使用户通过相关的编程手段、命令输入等方式实现对整体系统、生产过程等的控制。

2.2 PLC自动控制系统的工作流程

PLC自动控制系统功能的实现主要是通过采样录入、执行操作、完成刷新这三个阶段来完成的，这三个阶段是控制水平实现的基本保障。在采样录入阶段，PLC自动控制系统对条形码的扫描获得所需的数据与信息，并对所获得的数据进行基本的分析，随后，将获得的采集数据录入影像保存。在采集保存数据过程中，如果PLC自动控制系统也进行了其他操作，内部数据系统等也会随之而发展变化，但是已经录入与存储于影像中的数据不发生变化。执行操作阶段，PLC自动控制系统根据所获得的用户命令来完成操作，该过程不同于其他的自动控制系统，PLC自动控制系统可以对已输入数据的情况自动调节顺序状态并执行，当执行操作结束后，可以对结果进行检验等，以确保用户命令执行的准确性。完成刷新阶段是命令执行完成不断地对结果的刷新处理。

3系统方案

该控制系统主要由现地控制设备PLC、无线通讯模块（智能远程控制终端）、YunPLC平台（公网云服务器）、上位机组成。现地控制核心PLC与智能远程控制终端采用PPI协议进行RS485传输；智能远程控制终端与YunPLC平台采用TCP/IP协议通过4G进行无线传输；YunPLC平台与上位机、手机通过4G进行无线传输。系统功能：通过设置远程下载软件和PLC编程软件等上位机操作环境，可远程下载PLC梯形图程序；通过编写智能泵站远程控制终端软件、组态软件等，可通过OPC客户端组态软件、PC端/手机网页、手机短信、IOS、安卓手机APP等远程控制方式，实现远程监控智能泵站的功能；也可通过操作触摸屏等本地控制方式监控智能泵站；结合变频器多段速等节能技术，实现不同台位地块灌溉分频率运行。

4硬件系统

根据控制功能，进行电气原理（接线）图设计，搭建控制系统的硬件系统。硬件系统主要包括：智能远程控制终端、PLC主机、PLC模拟量扩展模块、网线、天线、通讯线、直流开关电源、触摸屏、中间继电器等。智能远程控制终端作为整个系统的核心通讯部件，使用３Ｇ/４Ｇ作为通讯方式，通过非透明的传输方式，智能数据压缩等先进算法，可有效解决传统无线模块不稳定的问题，实现多包并发采集，极大提高了系统的响应速度，降低流量费用。PLC主机通过ＰＰI电缆与智能远程控制终端通信，接收起/停指令，执行主泵启动/停止，主电动阀开/关/停动作。PLC模拟量扩展模块用于接收流量信号、压力信号。网线作为电脑与智能远程控制终端的通讯设置工具。天线作为增强系统信号用。通讯线作为PLC与智能远程控制终端的连接线。直流开关电源作为系统的工作电源。SIM卡主要用于移动通信系统中身份识别等。触摸屏用于本地操作启动/停止主泵、开/关/停主电动阀等。中间继电器用于分别输出执行变频器启动/停止及多段速运行、主电动阀接触器开/关/停中转信号等。

5智能泵站PLC远程控制终端软件

安装GRMDEV最新版软件，新建工程，选择设置通讯协议为S7－200PPI，确认从机地址、通讯端口参数与PLC设置一致。然后在数据词典里添加I/O设备变量分水口１开关～分水口７开关（分别对应主泵起停和变频器多段速端子对应的多段速运行频率设定值）、主电动阀开、主电动阀关、主电动阀停、流量、压力，选择相应的寄存器类型，并输入变量名对应的寄存器地址。在扩展Web属性里，设置开关量样式的0文本色和1文本色；设置浮点数小数位数、最大值/最小值、高变色/低变色界限。保存、编译工程后，下载工程至智能终端，然后上电联网实现数据上传、远程监控功能。

6智能泵站远程监控方式

6.1 OPC客户端组态软件监控

组态监控软件采用力控FOrceCOntrol，安装GRM－LOcalOPC Server Setup后，采用标准OPC协议，建立GRMOPC Server与组态软件的连接。其基本开发流程为：新建IO设备→IO控制点组态→编制组态监控界面→IO点动画连接→实现对PLC的远程监控。

6.2 PC端/手机网页监控

其基本开发流程为：使用GRMOPC Mgr修改密码→添加GRM网络设备→刷新全部GRM设备→登录云监控网站，输入模块的序列号和密码→显示监控变量、修改变量的Web属性。

6.3手机短信监控

其基本开发流程为：在GRMDEV编程环境下，新建短信控制→新建条件报警→编辑含变量起停控制的固定格式短信，通过短信服务中心发送至模块对应的手机号，即可读写PLC各变量的值。

6.4 IOS、安卓手机APP监控

登录云监控网站，苹果手机扫描下载APP，Ad－droid手机下载安装GRM Web APP＿V110，登录添加设备后，即可查看工业通用版的APP监控界面。智能模块提供了标准Web service二次开发接口，也可二次开发定制版的APP监控界面。

6.5本地触摸屏操作控制智能泵站PLC

通过触摸屏编程软件Easy Builder Pro编制触摸屏操作界面，与PLC建立通讯连接后，即可实现PLC控制。

7结论

本文设计了智能泵站PLC远程控制系统，主要介绍了此系统的硬件和软件设计。本系统将操作人员从繁琐的人工操作过程中解脱出来，实现泵站远程监控、高效运行的同时，改善了操作维护人员的工作环境。在丘陵地区，可有效提高山丘区泵站运行效率，解决由于落差大、输水管路长、分水口数量多等而导致的操作劳动强度大等问题。

参考文献：

[1]王金楠.PLC在污水泵站自动控制系统中的应用[J].石化技术,2018,25(09):221. 

[2]燕敏,崔桂梅.PLC在污水处理自动控制系统中的应用[J].山东工业技术,2018(18):130.