西门子设备在污水站排水系统中的应用

1引言

  在工厂控制系统改造过程中，经常会遇到某一设备的某一部分需要将手动控制状态改为自动控制状态，此时需要增加的控制点数较少，而传统继电器控制则较为繁琐，这种情况下，西门子Logo控制器将是一个不错的选择。

2工作原理

2.1项目背景

  本项目依托某工厂污水处理站排水系统。此排水系统位于污水处理站地下管廊间，管廊间内有大量的污水和清水管道（如图1）。这些管道在维修时，必须先排水。因此在设计之初安装有一台地下管廊排水泵（如图2）。但是这台水泵流量较低。不能满足水池维修时的排水需求。每次维修时排水作业都需要占用较长的时间，排空一个曝气池需要8个小时，而更换一个阀门只需要10分钟。这就造成污水处理站的长时间单边运行，污水处理效果会受其影响而变差。并且该水泵必须在现场人工启动，遇到突发漏水时，如果遇到污水倒灌地下管廊的突发情况，运行人员很难在第一时间启动排水泵，而此厂污水处理站的大部分运行设备位于污水站地下管廊间，如果不能及时发现和处理，将直接造成污水处理站停止运行。

图1污水站地下管廊间设备图

 图2 原有小型排水泵

2.2Logo简介

  LOGO!智能逻辑控制器填补了继电器与PLC之间的技术空间，LOGO!可以代替数以百计的开关设备,从时间继电器一直到接触器。通过集成的8种基本功能和31种特殊功能，已发展成为模块化的标准组件产品。它有很好的抗振性和很高的电磁兼容性（EMC），完全符合工业标准，能够应用于各种气候条件。

图3西门子Logo控制器

其优点主要表现在以下几个方面：

  主机集成8个数字量输入（包括2路AI在12/24VDC状态下）和4路数字量输出；

  信息文本、实际值和设定值显示，同样可以直接在显示器上修改参数（不可应用到经济型模块），节省了单独显示单元需求；

  自动转换冬令时/夏令时，减少维护费用；

  具有密码保护功能，可保护用户的专有知识；

  集成了36个功能块，无需附加的设备，例如时间小时计数器；

  提供了130个用于建立线路程序的功能块存储容量，可实现更大的应用项目；

  集成了数据保持功能，可确保当设备突然掉电的情况下，数据被安全保存；

  具有灵活的扩展功能，最大配置可达到：24DI，16DO，8AI，2AO；可实现更大的应用项目，保护原始投资。

2.3项目需要解决的主要问题

  通过对现有系统的分析，确定本项目需要解决的问题有：

  1、正常维修时排水时间过长的问题；

  2、运行人员无法在第一时间得到漏水警报的问题；

  3、排水泵无法自动启动的问题。

3系统设计

3.1功能设计

  根据功能要求设计控制图，需要实现的功能包括：

  a)自动控制状态

  1）当设备本地控制箱与控制室控制柜同时打到远程模式时，系统通过控制程序进入自动控制状态运行；此时超声波物位仪变送器采集集水沟的液位信息，传送至污水控制室的LOGO控制器，并在LOGO显示屏上显示液位；

  2)设置排水泵启停的液位限制。

  b)远程手动控制状态

  1）当设备本地控制箱打到远程模式，控制室控制柜打到本地状态时，可以通过手动控制LOGO控制器来实现在控制室对排水泵进行启停操作。

  c)本地手动控制状态

  当设备本地控制箱打到“本地”状态时，进入手动控制状态，此时可在地下室现场控制箱启停排水泵，不受控制室logo控制器控制。

3.2硬件设计

  1）、选择新的排水泵。由于原有排水泵功率较小。综合考虑性价比与适用性后选择卧式自吸水泵。

  2）、原有排水泵吸水管口较细，容易堵塞。需要铺设新的排水系统管线，除末端管口以外，在管线上新增多处抽水点，以增加流速防止局部堵塞。

  3）、新增超声波物位仪，将采集到的集水沟的液位信息传送至污水控制室的LOGO控制器，通过液位控制排水泵启停。

  4）、新增蜂鸣器，通过声光报警提醒运行人员出现突发情况。

4系统实施

4.1硬件系统实施

  1、铺设新的排水系统管线，除末端管口以外，在管线上新增了多处抽水点，增加流速防止局部堵塞。

  2、新增超声波物位仪，将采集到的集水沟的液位信息传送至污水控制室的LOGO控制器，通过液位控制排水泵启停。

  3、新增蜂鸣器，通过声光报警提醒运行人员出现突发情况。

  4、主电路图

  1）、排水泵的启动控制

图4排水泵电气接线图

  2）、报警器的启动控制

图5Logo接线图

  3）安装结束后的效果图

图6安装效果图

4.2软件编程

  利用西门子LOGO!SoftComfort软件进行编程，完成所需要的设计功能。具体软件编程如图6所示：

5结束语

  自项目结束至今，污水处理站共进行过2次需要曝气池排水的维修工作，通过污水站自动排水系统可以将排水时间控制在2.5小时左右。显著的减少了维修时间。事实证明，本项目达到了预期的效果。

作者简介

  吕玉凤（1989-）女中共共产党员硕士研究生。主要从事方向：电气维修、电气自动控制系统研究、计算机与网络控制系统研究。