一、地鐵排水系統概述

    地鐵的排水系統由于其地勢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進行排水，排水示意圖如圖12-1所示．按照地勢先把水集中在多個積水池中，然后對各個池進行抽水。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：按照固定的順序進行抽水和按照先滿先抽的原則進行抽水。不管采用哪種抽水方法，在抽水過程中同一個時間一般只對一個水池進行抽水，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計地鐵排水PLC控制系統的程序。

    圖12-1    地鐵排水系統示意圖

    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。系統先檢查1號池是否有水，是否水滿，若有水且水已滿，則打開1號水池排水電磁閥，同時打開抽水泵電機進行抽水。待1號水池抽完后，然后檢查2號水池，若2號水池有水且水已滿，則打開2號水池排水電磁閥，同時開啟抽水泵電機開始對2號水池進行抽水。待2號水池水抽完后，再檢查3號水池情況，進行相同處理，直到把5號水池檢查完畢，再從1號水池開始重新進行檢測。

    2．輸入/輸出信號分析

    抽水工藝流程圖如圖12-2所示，可知該地鐵排水控制系統需要對5個蓄水池的水進行排出，系統的輸入信號有：檢測5個水池水是否充滿，需5個水位傳感器，檢測5個水池是否有水，需5個水位傳感器，控制系統啟/停按鈕1個，所以共需要11個輸入端子。

    輸出信號：控制5個水池出水的電磁閥，共需5個，此外，需要控制水泵電動機，還需要一個輸出端子，所以共需要6個輸出端子。

    圖12-2    按固定順序抽水的示意圖

    3．PLC輸入/輸出分配表

    根據圖12-2所示的固定順序抽水工藝流程圖，可設計出如表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PLC輸入/輸出分配表

    4．PLC選型

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

    5．PLC硬件接線圖

    根據表12-1所示的輸入/輸出分配表，可設計如圖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控制系統硬件接線圖

    6．控制程序設計

    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為地鐵排水系統按固定順序抽水時的控制主程序，圖12-5為開閥門控制子程序，圖12-6為關閥門控制子程序，圖12-7為開/關泵控制子程序，圖12-8為開/關抽水系統控制子程序。循環查詢的地址設為VB100。程序中用到的符號如表12-2所示。

    圖12-4    固定順序抽水時控制主程序

    圖12-5    開閥門控制子程序

    圖12-6    關閥門控制子程序

    圖12-7    開/關泵控制子程序

    圖12-8    開/關抽水系統控制子程序

    表12-2    按固定順序抽水時的程序符號分配表

    三、按先滿先抽的順序抽水

    按先滿先抽的順序抽水時，對應的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相同，不再贅述。

    按先滿先抽順序抽水時，控制程序如圖12-9～圖12-13所示，其中圖12-9為地鐵排水系統按先滿先抽原則抽水時的控制主程序，圖12-10為池滿水順序排隊入表子程序，圖12-11為開/關閥門控制子程序，圖12-12為開/關泵控制子程序，圖12-13為停止控制子程序。數據表存放在VW100中，讀出水池序號放在VW130中，符號分配表如表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    池滿水順序排隊入表子程序

    圖12-11    開/關閥門控制子程序

    圖12-12    泵開/關控制子程序

    圖12-13    停止控制子程序

    表12-3    按先滿先抽原則抽水時的符號分配表