一、地铁排水系统概述

    地铁的排水系统由于其地势比地面排水沟低很多，不能自然排出，需要依靠专门的排水控制系统进行排水，排水示意图如图12-1所示．按照地势先把水集中在多个积水池中，然后对各个池进行抽水。抽水控制的顺序按照要求不同可以选择下面两种方法之一：按照固定的顺序进行抽水和按照先满先抽的原则进行抽水。不管采用哪种抽水方法，在抽水过程中同一个时间一般只对一个水池进行抽水，等到该池水抽完，再去抽满足条件的另外一池的水。下面分别采用两种方法设计地铁排水PLC控制系统的程序。

    图12-1    地铁排水系统示意图

    二、固定顺序抽水

    1．固定顺序抽水工艺流程图

    按照固定顺序抽水的工艺流程图如图12-2所示。系统先检查1号池是否有水，是否水满，若有水且水已满，则打开1号水池排水电磁阀，同时打开抽水泵电机进行抽水。待1号水池抽完后，然后检查2号水池，若2号水池有水且水已满，则打开2号水池排水电磁阀，同时开启抽水泵电机开始对2号水池进行抽水。待2号水池水抽完后，再检查3号水池情况，进行相同处理，直到把5号水池检查完毕，再从1号水池开始重新进行检测。

    2．输入/输出信号分析

    抽水工艺流程图如图12-2所示，可知该地铁排水控制系统需要对5个蓄水池的水进行排出，系统的输入信号有：检测5个水池水是否充满，需5个水位传感器，检测5个水池是否有水，需5个水位传感器，控制系统启/停按钮1个，所以共需要11个输入端子。

    输出信号：控制5个水池出水的电磁阀，共需5个，此外，需要控制水泵电动机，还需要一个输出端子，所以共需要6个输出端子。

    图12-2    按固定顺序抽水的示意图

    3．PLC输入/输出分配表

    根据图12-2所示的固定顺序抽水工艺流程图，可设计出如表12-1所示的PLC的输入/输出地址分配表。

    表12-1    固定顺序抽水时PLC输入/输出分配表

    4．PLC选型

    根据上述的输入/输出分配表，参看表2-1，本实例中PLC可选择西门子公司生产的小型S7-200系列PLC中的CPU224作为控制主机。

    5．PLC硬件接线图

    根据表12-1所示的输入/输出分配表，可设计如图12-3所示的PLC硬件接线图。

    图12-3    西门子S7-200 PLC地铁排水PLC控制系统硬件接线图

    6．控制程序设计

    按固定顺序抽水的PLC控制程序如图12-4～图12-8所示，其中图12-4为地铁排水系统按固定顺序抽水时的控制主程序，图12-5为开阀门控制子程序，图12-6为关阀门控制子程序，图12-7为开/关泵控制子程序，图12-8为开/关抽水系统控制子程序。循环查询的地址设为VB100。程序中用到的符号如表12-2所示。

    图12-4    固定顺序抽水时控制主程序

    图12-5    开阀门控制子程序

    图12-6    关阀门控制子程序

    图12-7    开/关泵控制子程序

    图12-8    开/关抽水系统控制子程序

    表12-2    按固定顺序抽水时的程序符号分配表

    三、按先满先抽的顺序抽水

    按先满先抽的顺序抽水时，对应的PLC输入/输出分配表，PLC选型以及PLC硬件接线与前述固定顺序抽水时相同，不再赘述。

    按先满先抽顺序抽水时，控制程序如图12-9～图12-13所示，其中图12-9为地铁排水系统按先满先抽原则抽水时的控制主程序，图12-10为池满水顺序排队入表子程序，图12-11为开/关阀门控制子程序，图12-12为开/关泵控制子程序，图12-13为停止控制子程序。数据表存放在VW100中，读出水池序号放在VW130中，符号分配表如表12-3所示。

    图12-9    按先满先抽原则的抽水控制主程序

    图12-10    池满水顺序排队入表子程序

    图12-11    开/关阀门控制子程序

    图12-12    泵开/关控制子程序

    图12-13    停止控制子程序

    表12-3    按先满先抽原则抽水时的符号分配表