梁慧冰 沈起奮
?(廣東工業(yè)大學(xué)電工系)

　　新型高性能的PLC不僅可以代替繼電接觸系統(tǒng)對開關(guān)量進(jìn)行邏輯運(yùn)算和控制，還可以對模擬量進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、算術(shù)運(yùn)算以及控制，有的還具有通信聯(lián)網(wǎng)功能，因此各類控制系統(tǒng)中已越來越多地使用PLC^［1～2］。
　　使用PLC對某加壓泵站的加壓控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，因其開關(guān)量大，邏輯連鎖復(fù)雜，且有為數(shù)不少的模擬量需要監(jiān)控，故采用了日本松下電工的產(chǎn)品——中型PLC-FP3。?

1 加壓泵站的管網(wǎng)結(jié)構(gòu)和PLC控制系統(tǒng)

　　管網(wǎng)結(jié)構(gòu)和PLC控制系統(tǒng)見圖1。加壓系統(tǒng)采用6臺泵組，并遵循4臺運(yùn)行2臺備用的原則，1^＃、6^＃電動機(jī)額定功率為280kW，2^＃～5^＃電動機(jī)為150kW。系統(tǒng)有兩個清水池，以備抽水池水加壓之用。V₁～V₂₃均為電動閥門，其中V₁₂～V₁₇為電動蝶閥，有反映閥門開度的電壓信號輸出。系統(tǒng)對自動控制的要求如下：
　?、?當(dāng)市政來水壓力低于某設(shè)定值P₁時，啟動直接抽水加壓；?
　?、?當(dāng)市政來水壓力低于另一設(shè)定值P₂(P₂<P₁)，且兩水池水位大于其下限值時，則起動抽水池水加壓；?
　　③ 兩加壓方式可以互相轉(zhuǎn)換；?
　?、?當(dāng)加壓啟動完成后，即投入調(diào)壓功能，通過調(diào)節(jié)閥門開度及臺數(shù)保持水壓恒定，精度為±5%。

　　采用的松下電工FP3是一種中型的可編程控制器，為模塊式結(jié)構(gòu)，組裝靈活，維修方便；I/O點(diǎn)數(shù)最大可達(dá)768點(diǎn)，程序容量最大15800步；功能完善，具有數(shù)字和模擬量輸入輸出、邏輯和算術(shù)運(yùn)算、定時、計數(shù)、順序控制、功率控制等多種功能；還具有各種高級智能單元和網(wǎng)絡(luò)通信功能，能滿足復(fù)雜系統(tǒng)的控制要求。
　　上位機(jī)采用研華工控機(jī)及ABB公司組態(tài)軟件，能顯示整個管網(wǎng)系統(tǒng)及各設(shè)備的工作狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控。

2　自動調(diào)壓系統(tǒng)

　　直接抽水加壓(或抽水池水加壓)啟動，直到兩臺泵組投入運(yùn)行向管網(wǎng)充壓一規(guī)定時間后，啟動即告完成，這時調(diào)壓系統(tǒng)自動投入工作。
2.1 調(diào)閥門開度調(diào)壓
　　由于供水管網(wǎng)系統(tǒng)的大滯后性和非線性，數(shù)學(xué)模型難于建立，采用PID控制算法往往得不到好的控制效果，因此我們采用"分段+趨勢"算法，即把水壓誤差分成5段，當(dāng)誤差大時選擇小的操作周期和大的閥門開度變化量，反之則選擇大的操作周期和小的閥門開度變化量。當(dāng)誤差≤±5%時，則輔以趨勢控制，使誤差進(jìn)一步減小，具體算法如下：
　?、佟e_k|>40%,T=T₁,|Δθ|=Δθ₁
　　　　20%<|e_k|≤40%,T=T₂, |Δθ|=Δθ₂
　　　　10%<|e_k|≤20%,T=T₃, |Δθ|=Δθ₃
　　　　 5%<|e_k|≤10%,T=T₄, |Δθ|=Δθ₄
　　　　20%<|e_k|≤40%,T=T₅, |Δθ|=Δθ₅②　當(dāng)|e_k|≤５%時，加上如下趨勢算法：
　　　　0≤e_k≤５%時
　　　　
2.2 調(diào)臺數(shù)調(diào)壓
　　當(dāng)運(yùn)行泵組閥門開度已達(dá)90%以上，供水壓力仍不足90%給定壓力并維持20 min時，則再啟動一臺泵組；相反，當(dāng)運(yùn)行泵組閥門開度已減少至50%以下，而供水壓力在20 min內(nèi)保持110%給定壓力，則停一臺泵組。

3 結(jié)語

　　本系統(tǒng)在某加壓泵站自投入運(yùn)行以來，工作正常，性能良好，完全滿足快速啟動、恒壓供水的要求；系統(tǒng)功能強(qiáng)，實(shí)用性好，提高了供水系統(tǒng)的自動化水平，為舊加壓系統(tǒng)的改造提供了一種性價比高、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方案，特別是系統(tǒng)運(yùn)行可靠，十分適應(yīng)加壓泵站惡劣環(huán)境下工作的要求。

參考文獻(xiàn)

1 汪曉光等.可編程控制器原理及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.1～28
2 石義華. PLC在梯級泵站遠(yuǎn)方系統(tǒng)RTU終端中的應(yīng)用給水排水，1997；(23)12：15～16

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作者通訊處：510090 廣東省廣州市東風(fēng)東路729號?廣東工業(yè)大學(xué)電工系?
(收稿日期 1998-07-04)