摘要：随着我国经济发展和城市化进程的日益推进，我国城市建设日益重视高效的配套设施系统。近年来，水泵自动化监控系统在城市建设中得到了日益广泛的应用。在水泵自动化监控系统中，应用PLC技术，有利于大幅度提高水泵自动化监控系统的工作效率，实现对城市建设需求的良好满足。本文首先阐述了PLC技术的控制原理及优势，其次分析了PLC技术在工业水泵与上位机通讯系统中的应用，主要介绍了工业水泵与上位机通讯系统的可编程控制器控制系统的总体设计方案及设计过程，最后通过设备安装，现场调试，成功验证了程序的可行性，实现了工业水泵操作人员在上位机上可直接远程监视工业水泵的运行情况。
关键词：PLC；工业水泵；上位机
随着我国经济的发展和科技的进步，我国的自动化监控技术日益成熟。可编程序控制器（PLC）是一种能够适应多种工业环境的控制装置，其稳定的性能受到广大工业生产者的好评。这种控制系统具有极高的可靠性和灵活性，且应用面广、功能强大、使用方便，是当代工业自动化的主要设备之一。现阶段PLC技术在自动化监控系统中得到了越来越广泛的应用。PLC 在工业水泵与上位机通讯系统的应用主要体现在它的开关量输出功能。在水泵自动化监控系统中，应用PLC技术，有利于实现联网监控，及时发现并解决水泵自动化监控系统运行过程中的问题，实现水泵自动化监控系统安全性的大幅度提高。
一、PLC技术的控制原理及优势
（一）PLC技术的控制原理
PLC是指可编程控制器。PLC技术具有诸多功能，能实现编程，实现逻辑运算以及顺序控制，且能进行定时、计数以及算术运算等。PLC装置是以微处理器为核心的能实现微处理数字运算操作的电子系统装置。通常采用数字式和模拟式的输入方式、输出方式以及接口方式等实现对各种类型的机械以及具体生产过程的控制。PLC技术以循环扫描原理作为技术基础，在系统运行过程中，CPU依据程序设定的操作项目，进行依次处理。在PLC技术下，将会周期性地对系统整体进行扫描处理，直至停机。
（二）PLC技术应用于工业水泵的优势
水泵供水自动化系统功能的实现，主要是基于PLC、变频器等设备来对水泵运行状态进行科学控制，实现供水压力灵活控制，提高供水安全性与可靠性。为满足生产生活用水需求，供水系统建设时，管网压力不断增大，当系统处于自动调节状态时，自动控制指示灯亮起，系统会进入到控制模式，在稳定供水的同时，降低系统运行能耗。通过对供水水泵的自动化控制，可以对循环水站总管间出水压力进行调整，一般可通过压力变送器对出水压力进行检测，并将检测结果传输给控制器，完成相关参数的计算，根据结果对频率进行调节，提高水泵运转合理性。PLC技术应用于工业水泵的优势主要有以下三个方面优势：
1.便于系统维护
PLC系统通常采用先进的技术设备和操作方法，可以实现对水泵自动化监控系统的实时监管。有利于加强对水泵自动化监控系统监管的直观化，有利于及时发现水泵自动化监控系统运行过程中的各项问题。因此，在水泵自动化监控系统中，应用PLC技术能实现对系统故障的随时监测和及时维修，十分便于系统维护。
2. 便于系统使用
PLC系统通常采用人性化的控制设计，大幅度提高了系统操作人员对系统的熟练掌握程度。因此，系统操作人员对于系统使用的便捷性有效提升，同时有效提高了系统管理的工作效率。便于使用，是PLC系统相对于传统系统的一个显著优点。
3.增强了系统运行的稳定性
PLC在水泵自动化监控系统中的应用，实现了功能设计的全面完善和有效改进，在水泵自动化监控系统运行过程中，增强了系统运行的稳定性以及对各类干扰的抵抗能力，有利于水泵自动化监控系统的良好运行。
二、PLC技术在工业水泵与上位机通讯系统中的应用
现有的主要几种工业控制通讯方式有“串口通讯”、“现场总线通讯”、“工业以太网”。在水泵自动化监控系统中，通讯方式应具有的优点是数据传输及时、准确，不影响设备正常运行，经济性、实用性高。根据目前工业水泵的通讯方式为工业以太网，利用现有通讯方式实现PLC技术在工业水泵与上位机通讯系统中的应用为最佳选择。
在工业以太网下的数据传输过程主要有三个阶段。首先是设备终端（如：传感器、流量计接触器等设备的模拟量及开关量信号传输到 PLC。然后 PLC 通过交换机把数据传输到服务器上。服务器将数据再传输到上位机，上位机 iFIX 系统直接精确地监视、控制生产过程（是全球最领先的 HMI/SCADA 自动化监控组态软件）。
三、PLC技术应用于工业水泵与上位机通讯系统中的设计
（一）需解决问题
在基于工业以太网通讯方式下，工业水泵与上位机通讯系统需解决以下三点问题：
问题一：工业水泵与 PLC 之间的通讯。
问题二：PLC 信号识别及反馈。
问题三：上位机信号识别及状态显示。
1.问题一：工业水泵与 PLC 之间的通讯
解决方案：通过继电器传递通讯信号。继电器传递通讯信号的主要优点是：通讯方便，应用广泛，性价比高。其主要缺点是：编制程序繁琐。经过实践，各项编程问题可以解决。因此，选择采用继电器传递通讯信号来实现工业水泵与 PLC 之间的通讯。在确定问题一的解决方案后，对几种备选继电器进行比较，由于“欧姆龙继电器”性能稳定，性价比高，因此选择“欧姆龙继电器”继电器。
2.问题二：PLC 信号识别及反馈
解决方案：PLC 程序编程。
3.问题三：上位机信号识别及状态显示
解决方案：上位机 IFIX 系统编程。
（二）方案的实施（表一）
表一 具体的实施方案
首先实施问题一的解决方案，继电器安装及接线，PLC DI 模块接线。其次实施问题二的解决方案，PLC 程序编程。在中控室电脑上用 S7 软件进行 PLC 程序编程。最后实施问题三的解决方案，上位机 IFIX 系统编程。并在中控室上位机 IFIX 系统中根据点表确定数据源，进行程序编制。
四、PLC技术应用于工业水泵与上位机通讯系统的测试
首先是网络硬件连接（工业水泵—继电器—PLC），通过观察、测量硬件系统运行正常。其次是上位机显示正常，所编辑程序运行准确。通过跟踪观察，中控室上位机中，工业水泵运行。经过测试，PLC技术应用于工业水泵与上位机通讯系统实现了中控工在中控室上位机上可随时监视到工业水泵的运行情况，消除了之前没有通讯系统时给车间生产带来的安全隐患，为保证车间安全生产起到了积极的作用。
综上所述，在水泵自动化监控系统中，应用PLC技术可以大幅度的提高水泵自动化监控系统的工作效率，极大的减少人工工作量。因此，为了实现供水水泵高效运行，必须要针对自动化控制系统的实现与应用要点进行分析，结合实际需求来科学选择系统控制方式，确保可以顺利实现数据收集分析与计算应用，作为水泵运行状态调控的依据。
参考文献：
[1]李林娟，曹昱.智能化井下水泵房PLC自动控制系统[J].机械工程与自动化，2019，（4）：199-201.
[2]刘丰玮.浅谈PLC在水泵自动化监控系统中的应用[J].数字化用户，2018，24（49）：161.
[3]石艳春.基于PLC的电气自动化控制水处理系统设计[J].电子技术与软件工程，2018，000（004）：P.132-132.
论文作者:杜启永
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/10/9
标签：水泵论文; 上位论文; 系统论文; 工业论文; 通讯论文; 监控系统论文; 技术论文; 《基层建设》2019年第20期论文;