CN209625059U - 水泵恒液位自动控制系统 - Google Patents

Abstract

一种水泵恒液位自动控制系统，包括PLC主站，PLC主站与PLC分站相连接，PLC分站分别与两个变频柜、一个软启动柜相连接，变频柜和软启动柜均是可选择性的与三台水泵中的任意一台连接，PLC分站还与流量计、液位计相连接；本实用新型的整个系统通过对外部原来的硬件的改造、升级，节省了大量的硬件设备，且精准度又大大提高，为现场后期的设备维护提供强有力的保证，增加运行设备的稳定性。

Description

水泵恒液位自动控制系统

技术领域

本实用新型涉及液位控制技术领域，尤其涉及一种水泵恒液位自动控制系统。

背景技术

我公司进水泵控制系统，现有进水泵、液位检测、流量检测、变频柜、软启动柜控制等设备。共有三台水泵，只有一台变频单独控制一台水泵，另外二台软启动单独控制二台水泵，控制方式比较单一，因进水流量极其不稳定，一台变频控制本台水泵，各系统独立运行，不能进行实时切换，导致本台水泵处理长期工作状态，在变频器对应的水泵损坏时，软启动不能随着水量的变化进行调节，因而导致需要对设备进行频繁操作，电流冲击大，对设备影响大，降低生产效率。造成其它两台设备使用率不高，设备调整变动非常频繁，因此设备故障率很高，对设备造成极大的浪费和损坏，降低生产效率，增加企业成本。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种水泵恒液位自动控制系统。

本实用新型采用的技术方案为：

一种水泵恒液位自动控制系统，包括PLC主站，PLC主站与PLC分站相连接，PLC分站分别与两个变频柜、一个软启动柜相连接，变频柜和软启动柜均是可选择性的与三台水泵中的任意一台连接，PLC分站还与流量计、液位计相连接。

所述的PLC主站的型号是S7-400，PLC分站的型号为S7-200。

所述的变频柜与接触器、继电器相连接。

所述的PLC分站与模拟量扩展模块、数字量扩展模块相连接。

本实用新型的有益效果为：整个系统通过对外部原来的硬件的改造、升级，节省了大量的硬件设备，且精准度又大大提高，为现场后期的设备维护提供强有力的保证，增加运行设备的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的网络结构图。

图3为本实用新型的变频柜面板分布图。

图4为本实用新型的一次回路图。

图5为本实用新型的主接触器回路图。

图6为本实用新型的PLC回路图。

图7为本实用新型的数字量扩展模块。

图8为本实用新型的模拟量扩展模块。

图9为本实用新型的继电器控制图。

图10为本实用新型的变频器控制回路。

图11为本实用新型的端子排线图。

图12为本实用新型的计算机硬件设备连接环拓扑图。

图13为本实用新型的PLC与变频柜连接图。

具体实施方式

如图1～图13所示，一种水泵恒液位自动控制系统，包括PLC主站，PLC主站与PLC分站相连接，PLC分站分别与两个变频柜、一个软启动柜相连接，变频柜和软启动柜均是可选择性的与三台水泵中的任意一台连接，PLC分站还与流量计、液位计相连接。

所述的PLC主站的型号是S7-400，PLC分站的型号为S7-200。

所述的变频柜与接触器、继电器相连接。

所述的PLC分站与模拟量扩展模块、数字量扩展模块相连接。

所述的PLC分站通过DP-PROBUS通讯模块连接主站PLC。

图9中，KA1-18为DC24V继电器，急停按钮为常闭接点，本地、远程为三联纽子开关。

本实用新型采用西门子最高端的S7-400、S7-300、S7-200不同系列的PLC相结合，S7-400系列为西门子公司大型工业计算机设备，S7-300系列为中型工业计算机设备，S7-200系列为小型工业计算机设备，使用该组合的方式，灵活性高，对多现场设备的数据采集简单、方便，S7-400、S7-300、S7-200系列PLC全部为模块化设备，安装、更换方便，每个站点都包含有不同数量的数字量输入、输出信号和模拟量输入、输出信号，采集各个站点内流量计、液位计、电压、电流及开关量信号，并连接有各系列的DP-PROBUS通讯模块，然后再通过DP-PROBUS 的通讯方式与整个厂区工业自动化环网连接，达到各设备间通讯的稳定性、可靠性。

在服务器计算机上安装S7-400、S7-300、S7-200专用的编程软件AutomationLicense Manager、SIMATIC Manager、STEP 7 MicroWIN。软件安装完成后即可对外部的硬件设备如流量计、液位计、开关等模拟量和数字量信号进行分站采集。通过不同站点的硬件配置利用上述软件进行内部逻辑编程处理，程序编辑以模块化方式处理，清晰明了。

软件安装完成后经过PLC对数据的采集编辑，将上述软件与S7-400、S7-300、S7-200的通讯协议设置完成，对所需画面在上述软件上进行编辑、调试，完成后与S7-400、S7-300、S7-200的PLC连接通讯即可显示所需观察的数据。

通过对设备硬件构造的升级改造，在新增加了一台变频柜、多台大功率接触器、小型继电器及控制元件，硬件构造回路可以达到对水泵的一拖三和双机热备的双重功能。

整个系统硬件回路通过PLC主站发出指令信号，PLC分站接收到主站信号后，将指令传达以变频柜，然后变频柜驱动水泵的正常运行，水量通过液位计、流量计等的测量信号反馈给分站PLC，分站PLC再通过DP通讯的方式传达给主站PLC，然后主站PLC再重新输出到分站PLC指令，以此循环执行，达到各硬件设备的闭环运行。

新硬件构造回路可将工作方式可分为本地手动、远程控制两种方式（变频柜、软启柜柜门开关选择），远程控制方式又可分为远程手动、远程自动两种。

⑴本地手动模式：开关打到本地手动位置，选为本地手动模式，本模式下的控制首先选择使用那台水泵，选择完成后工作人员根据现场流量计、液位计以及设备的工作电压、电流，本地PLC接收到上述设备的反馈信号对变频器进行频率调整，来完成对流量的控制。

⑵远程手动模式：开关打到远程位置，并在远控上位机上选择手动，此为远程手动模式。本模式下的控制也是首先选择使用那台水泵，选择完成后工作人员根据远程上位机画面的流量计、液位计以及设备的工作电压、电流的显示数据，对变频器进行频率调整，来完成对流量的控制。

⑶远程自动模式：开关打到远程位置，并在远控上位机上选择自动，此为远程自动模式。自动模式下需要因水量的不同设定液位值、流量值。开始运行后水泵的切换以时间为准，达到运行时间后，将运行水泵停止，停止完成后启动另一台水泵，按规定时间循环切换，使之水泵使用达到相对的平衡，因为单台水泵长时间工作后，水泵的功率因素会大大降低，能耗会增加，产生很大的电能浪费，提高各台水泵的使用寿命。

自动模式下水泵自动启动完成后，根据设定的液位值、流量值大小，如果在设定的液位值上、下限范围内，以设定的流量值为主，液位值为辅的工作原则，系统控制围绕PLC接收到反馈的流量、液位等信号，进行判断识别，然后内部进行PID运算后输出控制，随时自动调节变频柜的频率，使之实际流量值始终保持在设定的流量值上、下规定的范围内工作，达到恒流量的控制效果。如果因突发性的进口流量变大，但流量设定值过小，液位会不断升高，系统根据一定的时间内判断，此时以液位值为主，流量值为辅工作顺序，此时将液位保持在上限范围以内，系统以恒液位工作。同理因流量过降低，流量值设定过高，液位会不断的降低，此时也以液位值为主，流量值为辅工作顺序，此时将液位保持在下限范围以上，系统以恒液位工作。此时整个系统达到恒流量、恒液位工作模式，此方式下完全实现自动控制，不会因突发因素造成工作的被动情况。同样在水量有突发情况下，系统会自动发出报警信息，及时的提醒相关人员，进行观察处理。整个过程全部通过程序自动进行控制，可控性高不存在盲点不会因人员的疏忽造成影响，安全性、稳定性、生产效率大大提高。

整个系统通过对外部原来的硬件的改造、升级，节省了大量的硬件设备，且精准度又大大提高，为现场后期的设备维护提供强有力的保证，增加运行设备的稳定性。

Claims (4)

1.一种水泵恒液位自动控制系统，其特征在于：包括PLC主站，PLC主站与PLC分站相连接，PLC分站分别与两个变频柜、一个软启动柜相连接，变频柜和软启动柜均是可选择性的与三台水泵中的任意一台连接，PLC分站还与流量计、液位计相连接。

2.根据权利要求1所述的水泵恒液位自动控制系统，其特征在于：所述的PLC主站的型号是S7-400，PLC分站的型号为S7-200。

3.根据权利要求1所述的水泵恒液位自动控制系统，其特征在于：所述的变频柜与接触器、继电器相连接。

4.根据权利要求1所述的水泵恒液位自动控制系统，其特征在于：所述的PLC分站与模拟量扩展模块、数字量扩展模块相连接。