一、地鐵排水系統(tǒng)概述

    地鐵的排水系統(tǒng)由于其地勢(shì)比地面排水溝低很多，不能自然排出，需要依靠專門的排水控制系統(tǒng)進(jìn)行排水，排水示意圖如圖12-1所示．按照地勢(shì)先把水集中在多個(gè)積水池中，然后對(duì)各個(gè)池進(jìn)行抽水。抽水控制的順序按照要求不同可以選擇下面兩種方法之一：按照固定的順序進(jìn)行抽水和按照先滿先抽的原則進(jìn)行抽水。不管采用哪種抽水方法，在抽水過程中同一個(gè)時(shí)間一般只對(duì)一個(gè)水池進(jìn)行抽水，等到該池水抽完，再去抽滿足條件的另外一池的水。下面分別采用兩種方法設(shè)計(jì)地鐵排水PLC控制系統(tǒng)的程序。

    圖12-1    地鐵排水系統(tǒng)示意圖

    二、固定順序抽水

    1．固定順序抽水工藝流程圖

    按照固定順序抽水的工藝流程圖如圖12-2所示。系統(tǒng)先檢查1號(hào)池是否有水，是否水滿，若有水且水已滿，則打開1號(hào)水池排水電磁閥，同時(shí)打開抽水泵電機(jī)進(jìn)行抽水。待1號(hào)水池抽完后，然后檢查2號(hào)水池，若2號(hào)水池有水且水已滿，則打開2號(hào)水池排水電磁閥，同時(shí)開啟抽水泵電機(jī)開始對(duì)2號(hào)水池進(jìn)行抽水。待2號(hào)水池水抽完后，再檢查3號(hào)水池情況，進(jìn)行相同處理，直到把5號(hào)水池檢查完畢，再從1號(hào)水池開始重新進(jìn)行檢測(cè)。

    2．輸入/輸出信號(hào)分析

    抽水工藝流程圖如圖12-2所示，可知該地鐵排水控制系統(tǒng)需要對(duì)5個(gè)蓄水池的水進(jìn)行排出，系統(tǒng)的輸入信號(hào)有：檢測(cè)5個(gè)水池水是否充滿，需5個(gè)水位傳感器，檢測(cè)5個(gè)水池是否有水，需5個(gè)水位傳感器，控制系統(tǒng)啟/停按鈕1個(gè)，所以共需要11個(gè)輸入端子。

    輸出信號(hào)：控制5個(gè)水池出水的電磁閥，共需5個(gè)，此外，需要控制水泵電動(dòng)機(jī)，還需要一個(gè)輸出端子，所以共需要6個(gè)輸出端子。

    圖12-2    按固定順序抽水的示意圖

    3．PLC輸入/輸出分配表

    根據(jù)圖12-2所示的固定順序抽水工藝流程圖，可設(shè)計(jì)出如表12-1所示的PLC的輸入/輸出地址分配表。

    表12-1    固定順序抽水時(shí)PLC輸入/輸出分配表

    4．PLC選型

    根據(jù)上述的輸入/輸出分配表，參看表2-1，本實(shí)例中PLC可選擇西門子公司生產(chǎn)的小型S7-200系列PLC中的CPU224作為控制主機(jī)。

    5．PLC硬件接線圖

    根據(jù)表12-1所示的輸入/輸出分配表，可設(shè)計(jì)如圖12-3所示的PLC硬件接線圖。

    圖12-3    西門子S7-200 PLC地鐵排水PLC控制系統(tǒng)硬件接線圖

    6．控制程序設(shè)計(jì)

    按固定順序抽水的PLC控制程序如圖12-4～圖12-8所示，其中圖12-4為地鐵排水系統(tǒng)按固定順序抽水時(shí)的控制主程序，圖12-5為開閥門控制子程序，圖12-6為關(guān)閥門控制子程序，圖12-7為開/關(guān)泵控制子程序，圖12-8為開/關(guān)抽水系統(tǒng)控制子程序。循環(huán)查詢的地址設(shè)為VB100。程序中用到的符號(hào)如表12-2所示。

    圖12-4    固定順序抽水時(shí)控制主程序

    圖12-5    開閥門控制子程序

    圖12-6    關(guān)閥門控制子程序

    圖12-7    開/關(guān)泵控制子程序

    圖12-8    開/關(guān)抽水系統(tǒng)控制子程序

    表12-2    按固定順序抽水時(shí)的程序符號(hào)分配表

    三、按先滿先抽的順序抽水

    按先滿先抽的順序抽水時(shí)，對(duì)應(yīng)的PLC輸入/輸出分配表，PLC選型以及PLC硬件接線與前述固定順序抽水時(shí)相同，不再贅述。

    按先滿先抽順序抽水時(shí)，控制程序如圖12-9～圖12-13所示，其中圖12-9為地鐵排水系統(tǒng)按先滿先抽原則抽水時(shí)的控制主程序，圖12-10為池滿水順序排隊(duì)入表子程序，圖12-11為開/關(guān)閥門控制子程序，圖12-12為開/關(guān)泵控制子程序，圖12-13為停止控制子程序。數(shù)據(jù)表存放在VW100中，讀出水池序號(hào)放在VW130中，符號(hào)分配表如表12-3所示。

    圖12-9    按先滿先抽原則的抽水控制主程序

    圖12-10    池滿水順序排隊(duì)入表子程序

    圖12-11    開/關(guān)閥門控制子程序

    圖12-12    泵開/關(guān)控制子程序

    圖12-13    停止控制子程序

    表12-3    按先滿先抽原則抽水時(shí)的符號(hào)分配表