浅谈工业循环水系统的PLC控制

浅谈工业循环水系统的PLC控制
作者：张雨薇


        摘 要 本文就工业循环水系统的PLC（可编程逻辑控制器）控制技术展开了相关的研究工作，简要分析了对工业循环水系统所需达到的控制要求，而后对控制系统的硬件及软件设计展开了具体分析，利用上位机与可编程控制器一同构成了PLC控制系统。系统具有稳定、安全、拓展性好等众多优势特性，相较于传统的模拟仪表控制系统稳定性有了大幅度的提升，自动化水平也有所加强。

        关键词 工业循环水系统；PLC控制；系统构成；硬件设计；软件设计

        设置工业循环水系统的主要目的即为对生产设备进行水冷却。工作流程为[1]：将循环水通过水泵输送至供水总管道内，而后再各自进到相应的生产设备之中，流经要进行冷却处理的位置以后再汇聚于回流管道内，经由冷却水塔上端的布水管道向下实施喷淋。采用PLC控制技术具有安全稳定、接线便捷、性价比高等众多优势特性，能够大幅度提升整体装置的自动化程度，有助于确保设备的长久、稳定运行，可大幅度减少维修费用的支出。

        1 工业循环水系统的控制要求

        对于工业循环水系统的控制要求必须要做到以下几点[2]：

        （1）在对储水池注水的水源管道当中进行注水电磁阀安装。在水位下降至预设位置后开启注水阀门，为储水池注入水分，在达到相应的水位高度之后将注水阀门关停。

        （2）对于水泵的倒泵控制应遵循“先开先停”原则，也就是在水压达到标准要求时对各水泵采取循环工作方式，以防止单个水泵由于长时间运行而损坏。

        （3）冷却水压应≥0.25MPa，温度应≤35℃。具体的温度及压力水平应当利用安装在供水管道当中的温度及压力传感设备测量获得。

        （4）于回水管道当中预先安装排水用电磁阀。在水文升高至33℃之时，开启电磁阀，促使回水排进下水通道，并在储水池内加注温度相对偏低的水分，以确保供水管道温度能够有所减小，在温度降低至30℃后，关闭电磁阀门，系统也将回归至原本的封闭式状态。

        2 控制系统的构成

        依据整体装置内部循环水系统的大小，来布设不少于3个的PLC控制站点，通过操作站来进行对整体循环水系统工艺参数的检测、设备状态现实、信息存储及打印等工作内容。控制系统的主要实现原理为[3]：对于压力、温度、液位、流量等多种现场工艺参数可通过传感器变送器测得以后经由PLC模拟量输入控制系统的中央处理系统内实施数据处理；对于冷却塔风机、循环水泵、阀门限位开关等数字信号可通过PLC数字量发送到控制系统的中央处理系统当中实施计算处理后，再发送到各个操作站点予以现场监控显示，现场输出信号通过PLC判定以后再通过数字量输出卡传输到现场之中，同时对于现场设备的实际状况与指示信号做出调整。

        3 硬件及软件设计

        依据上文所指出的工业循环水系统控制要求与系统构成，对控制系统的硬件及软件可采取如下设计方式：

        3.1 硬件设计

        整个控制系统的主电路可具体划分成4处接触器，并各自针对与之所对应的电动机实施管理控制，同时分别设置出相应的热继电器、隔离开关、熔断器等来针对电动设备采取相应的防护措施。

        对PLC输入与输入信号的安排具体可分成以下几种：

        （1）输入信号：储水池水位上限信号（SL-H）；储水池水位下限信号（SL-L）；1～3号泵检修信号（SA1～3）；压力传感器模拟量电压值（Vp）；温度传感器模拟量电压值（Vt）。

        （2）输出信号：1～3号泵运行接触器及指示灯（KM1HL1～3）；风机运行接触器及指示灯（KM1HL4）；注水电磁阀（YV1）；排水电磁阀（YV2）；压力下限报警（HL5）；温度上限报警（HL6）。

        3.2 软件设计

        在整个工业循环水系统当中PLC所需控制的任务数量相对偏多，整体程序可综合权衡以相应的任务区分来进行编制。主要程序是依据本身的工作流程来把各处功能区段进行有序排列，也就是开启模拟量模块，泵组接触器逻辑控制置于前端，阀门及警报控制系统置于后端。

        泵组接触器路基控制的目的是依据管理标准对泵体本身的循环系统做到精准控制。实际的泵组管控原则即[4]：

        （1）在水压超出下限标准而且存在有水泵检修作业工作的情况下，可将两台水泵分别投运于一台处并采取转换处理；

        （2）在水压值超出下限而且没有检修事项时，对各台水泵可分别投运并进行转换处理；

        （3）若水压值低于下限而且存在水泵检修事项之时，两台水泵一起运转。所需达到的循环时间必须依据实际情况来实施整定处理。

        对于程序系统当中所应用到的部分寄存设备可做出如下说明：

        （1）泵好计数器在本次研究中确定为205，计数数值即标识倒泵状态所处于的具体位置。在此次设计当中选用在1、2、3号泵的基础上再额外新增1的方式来促成对水泵的循环控制。

        （2）倒泵控制位一般需确定在20.05左右，一旦到达倒泵时间，便可通过倒泵控制为来对输出脉冲进行控制，并由此来实现倒泵控制。

        （3）泵组运行状况处于20.01±0.01，即表示泵的实际运行时。20.01±0.01状态为依据205技术数值与水压值的高地变化、是否存在水泵检修状态等因素状况，来实现依据泵组管理原则来对泵循环工作进行有效控制的效果。如，水压值低于下限标准同时没有水泵检修状态时，205计数数值次序即为1→2→3→1......倒泵次序即为1、2号泵→2、3号泵→3、1号泵......三台水泵循环工作。

        4 结束语

        总而言之，在工业循环水系统当中采用PLC控制设备后，能够促使系统本身在安全性、稳定性、拓展性等方面取得大幅度的提升，有助于提升工业企业的自动化发展程度。而且通过对新型网络通信技术的应用，还可有效降低信息数据的传输，确保在工业循环水系统控制各环节所接收到的数据信息均能够始终保持较高的精确性。于系统监控管理站点内应用PLC控制起以后，还可针对现场设备状况做到实时监控，不仅画面能够达到较高的分辨率，而且操作起来十分简便。