PLC控制在水廠自動化控制中的運用探討

胡宇航 唐山市曹妃甸供水有限責任公司

PLC控制在水廠自動化控制中的運用探討

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隨著社會的不斷進步和科技的快速發展，PLC控制技術在水廠自動化控制中起著越來越重要的作用。PLC系統編程簡單，具有較高的可靠性、安全性，使用靈活、方便，并且可以適應于各種各樣的工作環境，而且其價格較低，可以為企業爭取更大的經濟效益。本文從PLC控制的應用理論和實踐入手，對在水廠自動化控制中應用PLC控制技術進行探討。

PLC；水廠自動化；控制

引言

對自來水廠自動化控制起著最廣泛、最基本影響的技術就是PLC控制技術，其不同于傳統的繼電器電路，實現了順序控制、邏輯控制，而且PLC控制技術既可以控制水廠的單個設備，也可同時控制多個設備，從而形成水廠的自動化流水線，并有效地對生產水資源過程中的自動化進行全方位的控制[1]。目前，很多自來水廠都對加氯、加氨、加礬、過濾和沉淀等各個環節進行自動化的控制，這種模式的形成對水處理過程中的安全性和可靠性都有極大的提高。

1.水廠水處理流程

實現水處理流程的自動化控制是水廠應用自動化控制系統的根本目的。不同的水廠擁有不同的設備配置，其處理水的工藝流程也有著很大的區別，但其水處理的基本流程相差不大，總體來說包括取水、配藥、加氯、投加混凝劑、沉淀、過濾、消毒、送出幾大方面。

水廠的水源一般來自地下水、地表水、江河、湖泊等處，首先水廠必須通過水泵來取水，將原水抽入凈水廠，此時原水中含有很多雜質，必須經過凈水處理才能供給用戶。當原水進入凈水廠之后，凈水廠需要配置合適的混凝劑及氯氣等投入到原水當中，以此來對原水進行混凝消毒。當原水經過混凝處理之后流入沉淀區時，水中的顆粒會沉淀在池底，并進行堆積，因此沉淀池需要定期進行清理。過濾則是一個使水澄清的過程，其采用石英砂等濾料層來清除水中的各種雜質，濾料層也需要定期清洗。水澄清之后就需要進行消毒處理，以達到殺菌消毒的作用，正因為水經過濾后，降低了它的濁度，細菌、病毒才能更好地被消滅。水經過消毒后將存儲于清水池中，根據實際所需情況向各管網送水，再通過管道送給用戶。

2.濾池自動化控制系統的功能

水廠可通過對濾池自動化的控制來進行全面的管理和實時監控，使水廠在生產過程中的調控能力得到增強，水廠的自動化程度也能得到相應的提高，從而增加水廠的經濟效益，其功能主要體現在以下兩個方面。

2.1 節能減排。人們在日常生活中離不開水資源，而人們最直接的供水來源就是水廠，因此，水廠起著極大的作用。傳統的方式使水廠在進行濾水的過程中消耗了很多能源，那么就必須對水處理的過程進行優化處理，其中較為合理的方式就是通過自動化系統來對能源消耗進行調節，在自動化系統運行工作的過程中，通過對水泵電機調速的控制可以改變其運作的方式，有效地避免浪費。因此，應用水廠自動化系統可以極大程度地減少能源的消耗，實現能耗的優化[2]。

2.2 降低水處理成本，進一步提高水質。如今人們對生活質量的要求越來越高，對水質的要求更是如此。而PLC能夠適應當代人們的用水需求，具有極高的安全性和可靠性，從而有效地提高水質。同時，在濾水的過程中，自動化系統的應用也可以極大地降低其運行的費用，濾水系統甚至可以自動調節出水的濁度，使水處理系統實現低成本運行的目標。

3.PLC控制在水廠自動化控制中的運用

3.1 PLC在水廠監控系統中的應用

在水廠的監控系統中，PLC實現了順序控制和邏輯控制，PLC控制技術在監控系統中既可以控制水廠的單個設備，也可同時控制多個設備，從而形成水廠的自動化流水線，各個現場的變化、現場設備的數據都可以通過上機位來進行獲取并實時控制[3]。不僅如此，PLC對整個水廠的水處理工序的運行都進行全自動的控制，在線數據采集設備會自動采集所有的運行設備的參數，數據被即時送入PLC，PLC甚至可以做到對這些數據進行交換，對水處理的各個生產換季的設備運行都進行實時的監視和控制，進而更加合理地利用水資源并優化水廠的調度能力。

3.2 PLC在水質監測系統中的應用

水質監測是在水廠的自動化控制中的重要內容，整個系統能否平穩運行的重要參數就來自于水質監測的數據，如今，水質監測系統中應用了更多的新型自動化檢測儀，對水廠自動化控制系統的發展起到了推動作用。目前，水質監測系統中的技術方包括水質監測分年儀表、溫度檢測技術、水位檢測技術、流量監測技術、壓力檢測技術以及高低濁度測量分析、漏氯檢測分析、流動電流檢測分析等方面，所應用的儀器也不僅僅是傳統的儀器，非接觸式儀器也得到了大量的運用。

3.3 PLC在水廠濾池系統中的應用

單元濾池的PLC控制需要完成的工作很多，例如每個濾池的出水閥、進水閥、排氣閥、排污閥、反沖水閥、反沖進氣閥等的自動控制和對本格濾池的恒水位進行過濾控制，除此之外，PLC還需要進行數據的采集、信息的交換等工作。濾池在過濾時必須進行恒水位過濾，以達到平穩生產和穩定出水品質的目的。而調節清水閥門的開度大小決定著濾池液位的高低，這就意味著在濾池系統的運行中，管理人員必須對該系統進行人工編寫，以達到濾池系統自動化的效果[4]。

3.4 PLC在水廠遠程操作中的應用

PLC可以對所有的設備進行實時監測并對其進行控制，例如在PLC自動控制系統中，其中一個濾池的運行出現了故障，監控人員就可以通過遠程控制，對該流水線進行關閉并及時派技術人員進行處理。這樣一來，可以很大程度上減少資源的浪費并保證其穩定運行。

4.結語

在水廠自動化控制中，PLC控制技術有著很重要的作用。該系統較為可靠、先進，同時解決了水廠管理成本高、運行工況復雜的問題。而且，該系統可以根據人們不同時期的不同用水情況，運行最經濟合理的方式，有助于提高水廠的經濟效益，達到經濟運行的目的。相信在將來，PLC控制技術的功能會更加齊全，也會不斷進行完善，其在水廠自動化控制中的運用也將會越來越廣泛。

[1]楊立福.給水排水自動化技術（SCADA）綜述[J].給水排水，2013（1）∶56-57.

[2]郭鳳文.水工業自動化控制技術的發展趨勢[J].中國給水排水，2012（8）∶12-13.

[3]廖常初.可編程序控制器應用技術（修訂版）[J].重慶大學出版社，2013（12）∶25-28.

[4]黃澤強.PLC自動控制供水變頻系統[J].珠海水務集團有限公司，2012（1）∶23-32.