高培畅

摘 要：在节能、高效、可持续发展的方针指导下，在农田灌溉泵站不断的进步，在不同的环境，更复杂的环境里对泵站运行条件提出了更高的要求。随着科技的不断发展，各种各样的先进技术不断的融入到泵站的建设里。泵站监控与数据采集系统的建设将日益完善，泵站的运行将逐步实现自动化、信息化和自能化，以保证泵站安全、可靠、高效运行。

关键词：泵机组；PLC；组态控制

1 概述

水泵及水泵站的运行要小号大量的能源，对一般的城镇来说，抽取水所消耗的电能将会很大，会提高成本，有的地方甚至更高的成本。因此，控制能耗，降低成本对泵站的节能来说十分重要。最近几年，我国许多泵站采取了节能降耗的措施。比如有两台水泵和两台配水泵如果采用了从西门子公司引进的变频电动机变速装置，这样在大容量水泵机组采用变频调速装置，运行一段时间后使用变频器节约的电费就能把购买的变频器的成本收回来。

2 农田灌溉泵站工艺流程

为了能实现高效节能的目的，泵站采用可编程控制技术和变频技术。利用可编程控制器的结构简单、编程方便等特点，能够更方便的应用于实际的农田灌溉中。

3 农田灌溉泵机组的项目设计

3.1 液位传感器的工作原理及选型

液位传感器是指能感受水位的高度并转换成可用输出信号的传感器。要想实现泵站监控系统的自动化运行，就得需要通过传感器对城市内河及外河的实际水位进行自动化监测，采集数据实现泵站的长期远程监控和无人值守。

本文采用的是超声波水位传感器，它是一种非接触式传感器，由于超声波易于定向发射、方向性好、强度易控制、与被测量物体不需要直接接触的优点，是作为液体高度测量的理想手段。超声波传感器通过发射一种线性调频超声波，再转换成接收模式来等待接收水位返回的回波，通过给定传感器在空气中的声速，即可计算出传感器与水面的距离。

3.2 PLC选型

选择硬件配置正确的类型是PLC控制系统中的关键问题。考虑本系统的设计要求、工作环境、服务对象等方面，本系统需要11个数字量输入，7个数字量输出，而S7-200CPU224XP有14个数字量输入，10个数字量输出，西门子S7-200PLC可完全满足系统的设计要求。

3.3 I/O分配表

如表1所示为农田灌溉泵站机组PLC的I/O分配表。

3.4 组态王的设计方案

组态运行时的监控画面时，如图2所示，监控画面中显示出了农田灌溉泵站的工作流程，可以通过点击组态监控界面中的控制按钮，进行远程操控。

在本课题中使用组态王6.53，可以完成：

（1）使用简单明了的画面控制泵站机组现场。

（2）使用组态控制按钮实现手动自动的切换。

（3）设计泵的流动效果显示现场的水流的流量。

（4）显示生产过程的实时的电压、电流、频率和流量。

4 结束语

本课题利用组态王6.53作为组态画面的现实和监控系统，其通过通信电缆与PLC进行通信，将农田灌溉泵站控制系统的通过超声传感器采集到的数据传送到上位机上面，操作员还可以在上位机上实时的对生产现场进行监控，最终达到所预期的控制要求。

另外，本论文篇幅有限，没有设计本系统的控制电路图和PLC程序，读者可自行设计。

参考文献

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