1、引言
　　
　　化工廠、電子廠漂染沖洗液或電鍍沖洗液等工業(yè)廢水為合乎排放要求，必須分離、沉淀等多級處理，使用污水潛水泵對此工業(yè)污水進行提升、匯集、調(diào)節(jié)等處理。PLC因其經(jīng)濟性、靈活性可靠性而到廣泛應用，PLC軟件可以完成傳統(tǒng)接觸器繼電器式控制無法實現(xiàn)控制功能，程序編制修改靈活方便。西門子S7-200系列PLC因結(jié)構(gòu)緊湊，編程簡單方便、指令豐富、功能齊全而到廣大工程技術(shù)人員喜愛，廣泛應用于各種中小型自動控制系統(tǒng)之中。
　　
　　2、系統(tǒng)控制要求
　　
　　系統(tǒng)要求控制5臺45kW潛水污水泵輪換工作，具有故障自投、互為備用功能，以保證某臺水泵出現(xiàn)故障時，其它水泵能及時投入使用。水泵啟停液位控制器使用浮球控制器5個，分為五級水位控制，每個浮球高水位作為啟泵信號使用，低水位作為停泵信號使用。
　　
　　3、系統(tǒng)設計
　　
　　系統(tǒng)設計分為手動及自動控制系統(tǒng)兩部分，手動控制系統(tǒng)作為一種應急控制而存，自動控制系統(tǒng)使用PLC實現(xiàn)。
　　
　　3.1自動控制系統(tǒng)設計思路
　　
　　為實現(xiàn)多臺水泵輪換啟停及故障自投功能，一個可行設計方法是使用西門子S7-200系列微型PLC(CPU224)入表指令(ATT)及先入先出指令(FIFO)，將5臺水泵作為一個隊列，當水泵運行或故障時出列，水泵故障排除或低水位停止時入列。例如，隊列中原來水泵啟動工作順序為12345循環(huán)啟動，當3#泵故障時出列，水泵啟動次序為1245循環(huán)啟動，當3#泵修復正常后，水泵工作次序為12453循環(huán)啟動，如此類推，如圖1所示。，我們將正常*水泵作為一個備用泵隊列，將正運行水泵作為運行泵隊列，隊列中水泵出入來實現(xiàn)水泵電機循環(huán)啟動功能。　　　　
　　3.2軟件設計特點
　　
　　本控制系統(tǒng)中，5臺水泵熱繼電器故障輸入及5個高水位信號輸入共10個輸入點，5個啟動水泵及一個報警輸出點共6個輸出點，西門子CPU224具有12個輸入點，10個輸出點，已滿足使用要求。
　　
　　(1)啟動信號:1#～5#高水位脈沖信號，共用信號，水泵啟動時代表水泵隊列編號(1#～5#)從備用泵隊列中出列，同時此編號入運行泵隊列。
　　
　　(2)停止信號:1#～5#低水位脈沖信號，共用信號，此時水泵編號轉(zhuǎn)移從運行泵隊列移至備用泵隊列
　　
　　入列(入*先出隊列):當高水位脈沖信號到達時，使用填表指令(ATT)入表;
　　
　　l出列(出*先出隊列):當?shù)退幻}沖信號到達時，使用*先出指令(FIFO)出列。
　　
　　(3)故障出列:包括水泵運行或停止時出現(xiàn)故障時出列，故障泵自動退出運行，并把下一臺未運行正常泵作為備用泵，隨時等待啟動信號。
　　
　　故障定義:空氣開關跳閘輸出信號、電機熱繼電器過載。
　　
　　(4)PLC程序設計流程圖
　　
　　圖2示出PLC程序流程圖。　　　　
　　西門子PLC具有良好編程界面，S7-200編程軟件STEP7MicroWIN，各子程序及主程序是編寫時獨立分開，各個子程序可以定義為完成各種單獨功能子程序，以主程序調(diào)用各個子程序，各子程序之間可以互為調(diào)用。本系統(tǒng)設計中，各子程序功能定義及分配如下：　　
　　lSBR0:初始化子程序;
　　
　　lSBR1:備用泵初始入列處理子程序;
　　
　　lSBR2:故障出入列處理子程序;
　　
　　lSBR3:隊列移位處理子程序;
　　
　　lSBR4:啟停泵處理子程序;
　　
　　lSBR5:定時輪換處理子程序。
　　
　　以1#泵出現(xiàn)故障為例，SBR2子程序中，水泵故障及修復后出入隊列部分程序如圖3，其中，參數(shù)IN1傳遞為水泵備用隊列編號，參數(shù)IN2傳遞為水泵運行隊列編號。
　　　　
　　(5)軟件編寫時應該考慮問題
　　
　　為防止水面波動引起浮球誤動作，增加延時2s判斷；
　　
　　浮球故障引起上下水位信號中有兩個或以上信號同時或短時間內(nèi)接通，此時只接收一個信號，同時由PLC輸出報警，檢查故障；　
　
　　因水泵啟動方式為Y/△啟動，要求電機*啟動(即Y/△啟動轉(zhuǎn)換完畢)后*水泵后才能啟動下一臺水泵，同時，減少電機啟動時對電網(wǎng)沖擊，都不允許兩臺泵短時間內(nèi)相繼啟動，需要對啟動兩臺水泵之間增加一個延時判斷，即接收一個啟泵信號之后一定時間內(nèi)不能再接收第二個啟泵信號；水泵定時輪換工作。
　　
　　4、結(jié)束語
　　
　　本文介紹了多臺電機輪換控制一種實現(xiàn)方法，該系統(tǒng)采用西門子S7-200PLC實現(xiàn)多臺電機輪換工作及故障自動切換，使水泵工作時間均等，水泵電機壽命延長。該系統(tǒng)設計合理，自投入運行以來一直正常。