基于PLC的電氣自動化控制水處理系統探討

商洛學院電子信息與電氣工程學院 沈吉文

基于PLC的電氣自動化控制水處理系統探討

商洛學院電子信息與電氣工程學院 沈吉文

隨著科技的發展，生產水平不斷的提升，對水處理系統的要求相應的提升，加強PLC的電氣自動化控制在水系統的分析運用是很有必要的。本文主要闡述了基于PLC的電氣自動化控制水處理中出現的問題以及相應的措施。

PLC；電氣自動化；水處理系統

引言

隨著社會不斷的發展,經濟體制的改革,水處理系統運用先進的技術和方法,能夠有效的減少對環境的破壞,提升企業的生產效率和生產力。基于PLC的電氣自動化控制水處理系統是能夠滿足企業的水處理的生產需求和處理效率的提升。水處理系統主要通過采用各種方式方法將水中的污染物進行分離,或者將其轉化成穩定和無害的物質,進而使得原水得到凈化,減少對環境的污染。PLC主要是以自動控制技術、計算機技術和通訊技術等作為基礎,并逐步發展起來的通用型控制器,是專門應用于工業控制的一種計算機。

1 中國水處理市場的現狀

隨著城市的發展,經濟的增長,水處理在國民生活和生產中占有非常重要的地位。衡量一個國家生活、生產水平高低和文明程度的重要的標準之一是水處理系統的有無以及水處理技術的先進程度。

隨著我國改革開放以來,經濟的發展和生產力的提升給人們的精神和物質生活帶來了較大的變化。經濟快速的發展同樣也給生態環境和自然資源造成一定的破壞。目前,我國水處理技術相對來說還比較落后,比如離子交換除鹽、化學軟化和加氯消毒等水處理方法,還有著犧牲環境、消耗資源、不能做好環保效果等不足之處。加強水處理技術研發、減少水處理對環境的污染、對污染水源的有效處理是當前水處理工作所必須注重的。提升我國水處理技術的創新和研發,才能有效的解決水處理工作中所出現的問題。

2 PLC的概念與特點

PLC主要是一種編程邏輯控制器,采用了可編程的存儲器,按照用戶程序的指令,根據數字或者模擬式輸入、輸出等來對不同類型的機械或者生產過程進行控制。

PLC主要的特點具體表現在以下幾方面：

(1)PLC的應用,在PLC中接口比較簡單、直觀,一些相關的技術人員能夠較快地掌握系統的應用方法,并且在運用過程中,其操作指令和操作的控制也比較基礎。對PLC 的應用簡單、適用,由此在一些不同的電氣控制環境下都能夠很好的運用及兼容。

(2)PLC的系統結構,該系統大小可以自動調整,根據實際的運用生產需要來對大小進行調整。對于大型的PLC主要的特點是運算速度快、容量大的特點,對于小型的PLC系統有著安裝方便、體積小和耗能較低的特點。

(3)PLC的抗干擾能力,在設計PLC中就采用了比較強的抗干擾技術,并且還配備了相關的預警系統,應用范圍廣、適應性強,能夠滿足用戶不同的實際需求。

(4)PLC的維護,在設計PLC過程中,所采用的設計方法主要是存儲邏輯性,這就使得設計控制系統與設備的外在進行連線時,所需的時間大幅度減少,進而使得對系統的維護工作更加的方便。

3 PLC在水處理中的應用

在企業生產中,水處理的工藝流程比較復雜,尤其是對化學水的處理,在以往通常都是采用繼電器對程序進行控制,由于在安裝中接線比較復雜,修改程序比較困難,維護的工作量比較大和相關的水處理系統設備老化等因素,都使得水處理系統的可靠性偏低,并且使用頻率較少。

為了能夠對繼電器控制存在的缺陷進行改善,采用PLC對程序進行控制,能夠有效的解決水處理系統中出現的問題。

PLC編程方便、便于使用、可靠性高、對運用的環境要求比較低等特點,PLC正在廣泛被使用,在水處理系統中,運用PLC電氣自動化控制,有效的對水處理進行實時控制和自動化監測,提升水處理效率,減少生產能耗,促進企業水處理系統可持續發展。

4 PLC程序設計

PLC電氣自動化控制程序設計主要包括陽離子交換器、過濾器、停運程控、陰離子交換器投運、和再生程控。如圖1所示,當系統進行工作時,首先會按照次序對陰離子交換器和陽離子交換器進行清洗,然后整個系統正式開始工作,進行水處理。根據電導率傳感器可以對水的電導率進行檢測,判定是否符合相關的標準,當符合系統的所設定的標準,那么就對水進行過濾,當不符合標準時,那么就重復進行清洗工作,直到符合排水標準為止。

圖1 系統總流程圖

5 PLC電氣自動化控制水處理系統所出現的問題

5.1 經常性控制出錯

控制系統內部由于線路老化、自然動物的破壞、機械拉扯等多方面的因素,使得輸送信號線路出現故障,從而導致控制出現差錯,這種情況,PLC控制系統無法正常的接受到相關的信息,不能正常的判斷,進而在對水處理系統控制運行中出現錯誤。PLC系統不能有效正確的運行,生產流程可持續性不能得到保證,影響水處理環節的工作效率。

在操作車間現場電磁開關和電動閥等設備如果沒有徹底關閉或者在打開的時候沒有充分閉合的話,就會使得傳輸和現場數據收集出現故障,LPC系統無法正常對信號進行接收,或者是接收到錯誤的信號。影響運作系統正確的分析,出現控制出錯或是系統循環自檢而引發的故障。

對于接線與觸點的接觸不良會導致水處理系統出現故障,無法正常的運作。這種情況出現的原因一般是觸電接觸出現損壞或者接線不牢固等,這些因素會使得現場信號無法對數據生成,影響信號的傳遞和主機的控制,PLC控制分析處理系統對相關的數據不能有效的采集,在處理的過程中影響著水處理系統的綜合分析的效率和數據輸出的及時性。

5.2 執行出現差錯，干擾指令執行

在實際的操作過程中,執行出現差錯主要的原因在于控制負載的接觸器出現故障、控制負載的接觸器之間的接觸性不嚴密、電磁干擾,使得LPC發出的動作執行指令沒有辦法完整的傳遞到執行端口,PLC控制系統應用中無法依照設定的要求完成動作。

對于電動閥自身故障、機械開關。一般是電動閥出現松動、機械開關接觸不良等原因,這些原因都會導致控制系統無法正常進行工作。其他的因素,如控制變頻器因外力造成的損壞或自身質量問題等故障,也會使得變頻器所帶電動機無法正常運行,進而使得系統無法正常運行。

5.3 對PLC電氣自動化水處理系統管理與維護工作不夠重視

目前,基于PLC電氣自動化控制水處理發展中,對相關設備的管理和維護的不夠重視是水處理系統中主要的問題,隨著對水處理的要求越來越高,這也就使得PLC電氣自動化控制設備在工作中所承受的負荷比較大,長期的使用下去,就會使得設備存在超荷、超壓現象出現。當前,對于PLC電氣自動水處理系統的管理工作還不夠到位,一些管理者沒有安排專業的工作人員對水處理設備定期進行檢查。還有一些企業的管理人員雖然對水處理設備的維護指派了專業的人員,但是在實際的管理與維護工作中沒有落實到位,對水處理設備的管理與維護工作的認識還不夠充分,使得水處理設備存在一些隱患,提升了水處理設備受損的概率,影響著正常水處理工作流程。

5.4 管理和維護工作人員水平還有待提高

在企業的生產中,PLC的電氣自動化和水處理設備構成水處理系統,其中主要包括執行元件、控制元件動力元件和輔助元件［1］。對于一些設備的管理機構由于缺少相關的專業維護人員,使得不能夠對水處理機械設備進行針對性的修理。在實際的水處理設備工作中,工作人員專業知識比較缺乏,專業水平相對較低,這就使得對于水處理系統檢測中不能發現問題的所在,制約了對水處理工作的有效進行［2］。一些維護人員對系統進行日常的維護,很難發現機械運行中的隱患,部分員工的工作積極性和工作責任意識不高,這些都使得PLC電氣自動化控制水系統工作中效率不能有效提升,阻礙了企業能源經濟的發展。

6 PLC電氣自動化控制水系統的應用對策

6.1 加強PLC控制系統中輸入信號的可靠性

在實際的操作中,必須保證所選用的控制系統中的設備和相關零部件具有耐用性以及可靠性,避免出現配件自身的原因而造成傳送信號線出現故障［3］。對于其他的措施主要包括對主界面功能模塊的設計和更新等,加強信號的可靠性了減少控制系統的出錯率,提高系統控制的靈敏度,更好的讓系統對信息進行分析并做出正確的判斷,確保水處理系統正常運行。

6.2 完善LPC電氣控制系統的預警系統

對于LPC電氣控制系統要加強和完善預警系統,對配置的要求上要可靠和人性化,構建智能化網絡一體化的故障預警系統,確保對水處理環節的有效監督和安全控制防范,避免由于相關機械設備出現的故障而影響水處理系統正常運行［4］。加強水處理系統設備的預防,對相關的管理制度嚴格執行,并且根據相關的機械設備流程執行。根據水處理設備的維修使用情況,對各種維修數據進行收集,然后按照不同的水處理設備的使用情況進行綜合分析,對相關的故障出現的規律和原因進行記錄,從而確定維護的周期,確定管理的責任劃分,有利于提升PLC電氣自動化水處理設備的使用效率［5］。企業加強對預警系統的研發力度,組織相關的專業人才或者是聘請專業團隊對預警系統進行構建和完善,在此過程中,要考慮自身的實際情況,結合儀器的具體參數,制定人性化、安全性、可靠性的預警系統,從而確保企業水處理系統可持續化發展。

6.3 提升管理與維護工作人員的綜合素質

在PLC電氣自動化控制水系統中,根據目前技術設備綜合性人才缺乏的情況,應該要加強對各種層次、各種類型的綜合性人才隊伍培養,以此來滿足PLC電氣自動化控制管理與維護的需要［6］。推動PLC電氣自動化控制水系統研發創新,更應該對現有的PLC電氣自動化控制水系統管理與維護人員進行強化培訓,提升自我的職業道德素養,并且能夠讓他們能夠充分認識到水處理設備在水處理系統中的重要性［7］。管理與維護的相關的工作人員在工作中應該樹立工作責任意識,提升工作的積極性,從而減少因工作人員自身的行為而導致的相關的設備故障的損失。對于一些機械設備的相關企業應該要對技術維護人員的政治思想教育工作要合理的開展,能夠讓相關的技術人員了解到工作中的失誤出現的相關的問題以及導致的經濟損失。通過互聯網技術和相關的信息技術,對相關的人員進行指導,更好的培養實踐性人才,保障水處理設備發展穩定,滿足PLC電氣自動化控制水系統管理與維護過程中對人才的需求,促進 PLC電氣自動化在水系統上更好的實行。

7 結語

綜上所述,基于PLC的電氣自動化控制水處理系統是很有必要的,通過加強PLC控制系統中輸入信號的可靠性、完善LPC電氣控制系統的預警系統和提升管理與維護工作人員的綜合素質能夠有效的減少對環境的破壞,提升企業水處理效率和水平,促進企業可持續發展。

[1]陳強強．談PLC的自動化控制系統的優化設計[J]．中國新技術新產品,2014,15(09):17-23．

[2]徐偉華．對PLC的自動化控制系統的優化設計[J]．科技創新導報,2013,18(07):45-56．

[3]王攀．電力系統自動化發展趨勢及分析技術的應用[J]．煤炭技術,2014,18(12):19-21．

[4]崔士元．淺析變頻調速恒壓供水在建筑給水應用 [J]．中山大學學報,2013,21(11):76-79．

[5]張燕賓．變頻調速應用實踐[M]．北京:機械工業出版社,2014,13(16):135-137．

[6]廖常初．PLC編程及應用[J]．北京:機械工業出版,2013,17(08): 26-37．

[7]胡崇岳．現代交流調速技術[J]．北京:機械工業出版社,2014,19(05):37-45．

沈吉文（1981—），男，陜西鎮安人，工程師，現供職于商洛學院電子信息與電氣工程學院，從事自動化控制方面研究。