隨著國民經濟的飛速發展和城市規模的不斷擴大,對市政建設和管理提出了更高的要求。本泵站位于天津經濟技術開發區，根據片區定位要求，泵站采用全自動控制。PLC及變頻器為泵站的控制核心環節。PLC、變頻器及測量元件組成了閉環控制系統，通過變頻調速實現了節能要求。PLC及變頻器的使用免去了許多繁瑣的人工操作以及一些安全隱患，很好的適應了生產需要，相應了國家低碳綠色經濟的號召。

1 、控制系統組成

　　本控制系統主要由PLC、變頻器及測量元件組成。

　　1.1 PLC

　　本工程采用西門子S7-300PLC，PLC主要包括PLC電源模塊、CPU模塊、以太網模塊、主機接口模塊、擴展接口模塊、PID控制模塊、模擬量輸入模塊、數字量輸入模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊及STEP7V5.2工業軟件STEP7是西門子SIMATIC工業軟件中的一員。SIMATIC可編程邏輯控組態就是模擬真實的PLC硬件系統,將CPU、電源和信號模塊等設備安裝到相應的機架上,并對PLC硬件模塊的參數進行設置和修改的過程。當用戶需要修改模塊的參數或地址,需要設置網絡通訊,或者需要將分布式外設連接到主站的時候,都要做硬件組態。在S7-300中PID功能是通過PID指令功能塊實現。通過定時（按照采樣時間）執行PID功能塊，按照PID運算規律，根據當時的給定、反饋、比例－積分－微分數據，計算出控制量。

　　1.2 變頻器

　　變頻器是把工頻電源變為各種頻率的交流電源，從而實現電機的無級調速。變頻調速的核心是變頻器的數字控制系統，主要硬件設備有微處理器、接口電路及外圍設備。本工程中選用ABB公司ACS510變頻器，變頻器送入信號由PLC提供，同時將電機轉速信號反饋給PLC，實現閉環控制。

　　1.3 超聲液位差計及變送器

　　選用測量范圍為0～10米的超聲波液位差計，并帶3個繼電器輸出接點，輸出的電流信號為4mA～20mA。

2 、控制原理

　　控制系統的設計輸入液位由工藝專業提供。系統輸出由超聲波液位差計測量，1#、2#、3#、4#水泵根據泵井的液位情況確定是否啟動、變頻工作或是工頻工作。

3、PID 控制的PLC 實現

　　在有模擬量的控制系統中,經常用到PID運算來執行PID回路的功能。PID回路指令的編程和實現都非常方便，PID控制廣泛應用于閉環控制系統中，PID控制器調節回路輸出，為了使系統達到穩定狀態，應讓偏差△e趨于0。

　　由于PLC控制是一種采樣控制，它只能根據采樣時刻的偏差來計算控制量。因此，在PLC控制系統中，必須對式(1)進行離散化處理，用數字形式的差分方程代替連續系統的微分方程。

　　為便于實現將公式（2）改為遞推式

4 、主程序流程圖

　　根據控制要求，1#水泵變頻控制主程序流程圖如圖3，2#、3#、4#控制流程圖與1#水泵相同。

5 、結語

　　本系統利用西門子高性能S7-300 PLC及ABB公司ACS510變頻器實現了污水泵站的閉環變頻控制，使電動機在低速運行時故障率降低,且噪音減小。泵站采用變頻調速、閉環自動調節，節能效果顯著，可帶來巨大的經濟效益。