基于PLC技术的城市排水系统

城市排水系统是复杂的市政基础设施系统，具备包括雨/污水的收集、传输、储存和净化在内的较为完备的雨/污水处理能力。随着城市化、工业化速度的加快，直接引起极端的气候变化，造成不利的天气灾害，而由于天气带来的灾害对城市有着重大影响的当属水患，尤其在发展中国家危害更大。近年来，我国城市的内涝灾害时有发生，并有愈演愈烈的趋势，不仅给人民生活带来极大不便，还严重威胁人民生命财产安全。排水系统设计是为了城市的排水防灾，及时对城市的积水进行排放，方便了人们的日常生活，对于城市的发展有着重要意义。

随着社会的发展，目前排水系统的控制方式已经不能够满足市场的需要。在工业领域中PLC是一种稳定可靠、成本低廉、功能齐全、应用灵活方便、操作维护方便的可编程逻辑控制器。组态软件能够对控制系统进行实时的监控。因此设计一种基于PLC技术的排水系统方案，通过组态软件对排水系统进行实时的监控，给城市排水系统提供一种更为智能自动化的选择，对于城市的建设与发展有着重要意义。

PLC即可编程逻辑控制器，是一种专门为了在工业生产的环境场景中设计生产流程和进行工业控制的数字电子操作运算系统。在使用时，先把编写好的梯形图放入存储器中，经过CPU的逻辑运算，从而得出下一步的控制指令，这样的流程不需要人为的参与，在实现工业系统自动控制的各个范畴中得到了广泛的应用。PLC控制器可靠性高，适用于各种复杂环境，数十年以来，经过长期的发展，PLC控制器有着各种配套的程序开发、调试工具、组态软件的连接，使用设置都比较便利，因此它可以在不同的环境中投入使用，对于排水系统的控制也是有着其自己的优势。

站库PLC控制系统开发技术试验

1、PLC 控制系统使用现状

目前油田企业普遍使用PLC控制系统辅助生产，其中部分站库系统存在着以下问题：

（1）由于站内流程更改导致 PLC 显示界面与生产实际流程不符；

（2）由于现场新增压力、温度、流量、液位等一次表原因，造成岗位人员对新增的数据无法实时获取；

（3）由于现场显示仪表（温度变送器、压力变送器等）拆卸或者更换，PLC 显示界面原有的一些数据已为死数据；

这些问题会使生产产生安全隐患，增强了岗位员工劳动强度，因此，为了岗位人员更方便、快捷的掌握实际生产的各类数据，提高工作效率，以A站库为实验对象，计划开展站库 PLC 控制系统开发试验。

2、总体技术思路

2.1 站内值班室配电柜的改造

由于 A 站控制系统模块在初期设计时模块数量已满，新增加的干气工艺流程中温度、压力、气表流量等数据无法进入控制系统，因此需要通过增添 PLC 模块（S7-300）、360、361 通讯模块、AI 模拟量采集模块、通讯电缆、安全栅等仪器仪表对站内原有 PLC 控制系统模块进行增加，保证了新增数据可以实时准确显示。

2.2 上位机软件画面的改造

因站内新增加了一套干气流程工艺，需重新绘制上位机流程画面，新增干气管线，在参数画面新增数据参数，报警参数，同时实现与下位机 PLC（S7-300）的通讯。

2.3 PLC 控制系统下位机的改造

通过编写下位机 PLC 控制系统程序，增加模拟量采集模块、通讯模块等模块，用于采集现场干气管线上温度变送器、压力变送器、旋进漩涡流量计远传的电流信号，编写数据采集程序，使传输数据准确。

3、现场试验

3.1 现场控制柜改造

在值班室在控制柜上安装 530mm 导轨，用于安装 361通讯模块、AI 模拟量输入模块，用于采集现场干气管线上温度变送器、压力变送器、旋进漩涡流量计远传的电流信号同时在原有的 PLC 控制系统上加装 360 通讯模块，连接新加装控制系统模块，加装安全栅，对现场采集的温度、压力、流量电流信号起到整流、滤波的作用。

3.2 上位机软件画面改造

根据现场情况，对上位机组态软件进行读取并编译，与岗位员工结合，重新绘制工艺流程画面，真实反映生产实际状态。在流程显示画面上新增加了一条干气工艺管线，可以实时准确的显示出泵房干气工艺管线上的温度、压力、气流量的实时数据。对报警参数画面进行修改，增加了量程设置，如站内干气管线更换其他量程压力变送器、温度变送器，不需进行变送器的量程迁移，可直接在流程画面输入新增变送器的量程上下限，可直接使用。

3.3 下位机程序编写

对站内掺水炉温度、压力数据不准的问题，对下位机PLC 控制系统（S7-300）程序进行读取，针对压力、温度等模拟量、开关量采集数据相应的程序段进行重新编写、计算，对新增加的数据，下位机PLC 控制系统中，读取原有 PLC控制系统程序，在程序段中新增 3个模拟量采集模块 FC105。根据站内干气流程进行程序功能分解，分解为温度信号采集、压力信号采集、流量信号采集，并分配地址点数 S7-300 PLC 的 I/O 地址分配。

4、现场试验及效果

站库 PLC 控制系统技术改造后，岗位人员更方便、快捷的掌握实际生产的各类数据，提高工作效率，防止因岗位人员观察不及时而导致憋压，温度、液位过高的问题。可进一步扩展现场站库 PLC 控制系统的功能，实现了站库的专业化、自动化，有效提高岗位员工工作效率。

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