水廠自動化的PLC控制探析

摘 要：PLC是以計算機技術為基礎的可編程控制器，具有編程簡單、使用靈活、能耗低、易維護的特點，是當前工業生產自動化控制領域常用的技術之一。由于其抗干擾能力強，對于多種工作環境都有著較好的適應性，所以應用范圍十分廣泛。文章針對自來水廠自動化系統PLC控制有關問題進行探討。首先闡述了自來水廠自動化控制系統相關功能，介紹了水廠處理流程，最后對PLC技術在自來水水廠自動化控制的應用進行了分析。

關鍵詞：PLC控制；水廠；自動化

引言

PLC，即可編程邏輯控制技術（Programmable Logic Controller），起源于上個世紀60年代末，是繼繼電器之后的主要機械設備控制技術，具有邏輯運算、順序控制、定時、計數、運算等多項功能，用數字化技術代替原有的機械設備控制方法，可以極大地提高控制信息輸入、輸出速度，提高機械設備的運行穩定性和工作效率，廣泛應用于工業生產機械設備運行控制領域。自來水企業作為大型生產服務企業，機械設備使用規模很大，在自來水企業生產中使用PLC控制技術，是保障自來水正常、穩定、安全生產、供應的重要技術措施，也是自來水廠提高現代化水平，打造企業競爭力，實現可持續發展的必由之路。加強對PLC技術的深入研究，對于實現自來水企業自動化生產運行，具有極為深遠的積極意義。

1 水廠自動化控制系統分析

自來水廠是重要的基礎設施，是工業生產、居民生活的重要保障，是現代城市正常運行中不可或缺的組成部分。自來水廠的自動控制系統主要包括配電系統、出水泵房、沉淀池以及濾池等單元。這些單元通過控制室的計算機系統統一調度、管理，相關設備運行信息從一線傳遞到控制室，控制室以此做出指示并將指令發送給一線，有現場設備予以執行。下面，就對自來水廠的的自動化控制系統各項功能進行簡要介紹。

1.1 自動化系統具有顯示功能

自來水廠自動化系統可以將系統內主要機械設備的運行狀態以指標形式顯示出來，同時對生產過程中的主要工藝參數進行顯示，以此使得技術人員對生產過程有著較為全面的了解和掌握，從而進行針對性的調整和操控。

1.2 自動化系統具有報警功能

針對生產過程中可能出現的異常情況，系統設置了相應的報警功能，一旦設備狀況出現問題，偏離允許范圍，報警系統會立即發出警報，提升相關部門人員處理，并顯示出具體的報警信息和畫面，存儲在數據庫中可以打印查看。

1.3 自動化系統可以實現一定程度的自我控制和操作

在實際工作中，中央控制室可以對生產流程中的機械設備，根據生產需求進行必要的調整和控制，并對PLC系統相關參數以及分控站的程序進行重新設定。

1.4 自動化系統具有可以對數據庫進行有效管理

為了充分發揮PLC的優勢，實現自動化控制目的，自來水廠自動化控制系統建立了生產數據庫和事故數據庫，分別對應生產過程中和事故處理過程中需要的相關數據的記錄、存儲、整理、分析以及使用。當工作需要時，系統會對指定的數據庫進行管理，提存數據使用并做好相關數據，以實現數據庫的動態積累。

1.5 自動化系統具有輸出和打印報表功能

針對生產過程中的各項信息、數據，系統可以對其進行分析、整理，并以報表的形式輸出打印出來，為管理者決策提供數據依據。

1.6 自動化系統具有通訊功能

總調度室和中控室之間具有專線聯系，可以進行實時通信，以保證數據和信息的有效傳遞與溝通。

1.7 自動化系統建有WEB服務器

這一功能主要是為實現生產信息共享提供服務的。

2 自來水廠水處理流程

自來水廠生產中使用的自動化控制系統是為企業生產而服務的，所以受企業生產工藝流程影響很大，不同的工藝路線、處理方法、機械設備等都會使得自動化系統呈現出不同的特點。但萬變不離其宗，我國自來水廠所采用的水處理流程大體上還是相同的，一般包括取水、制藥、加藥、混凝、沉淀、過濾、消毒和送水等環節。

水廠的水主要來自于湖泊、河流、地表水和地下水等。這些水源通過輸送管道進入水廠時會帶入大量雜質，必須經過必要的處理才能滿足人們生產、生活使用要求。在水的處理過程中，第一道工序就是除去水中的大量雜質和有害物質，水中存在的懸浮物、膠體以及細菌等危害人類健康的有害成分都是需要清除、凈化的對象。水廠取得水源后按照實際的生產需要采用合理的生產工藝，根據工藝參數等條件科學進行混凝劑的配制。在向水中加入混凝劑的同時還要通入氯氣，利用氯氣的消毒殺菌作用對水中的微生物、細菌進行處理。在藥劑的作用下，水中雜質形成顆粒狀的凝體，這個過程稱之為混凝。在這一過程中，三氯化鋁、硫酸鋁等水處理藥劑被大量使用。之所以使用含鋁藥劑，主要是因為鋁具有很強的吸附能力，可以促進水中的雜質和懸浮物的聚集。實際使用過程中，水處理藥劑溶解在水中后，析出大量鋁粒子，在其作用下，許多常態下難以沉淀的雜質顆粒等形成絮粒狀，并在重力的作用下向下沉淀，在將這部分沉淀與水主體分離，從而達到除雜的目的。水廠中主要使用沉淀池進行這一過程。水加入藥劑后先導入沉淀池，進行沉淀，達到處理效果后再導入下一工序。隨著生產時限的增長，沉淀池中沉淀的污物越來越多，必須使用石英砂等具有孔隙的顆粒物將它們排除過濾，并利用濾料層的粘附性攔截水中的懸浮顆粒。這一過程中，水中的細小雜質、細菌、有機物等都得到了較好的凈化處理。但由于石英砂吸附的雜質不能自動消除，必須定期清洗，才能保證過濾層的工作效率和質量。在此之后，水還要進行必要的消毒處理，以清除水中殘余的細菌病毒等，保證用水安全。最后處理好的水導入清水池匯中，向用戶供應。

3 PLC控制在自來水水廠自動化控制的應用

3.1 使用PLC可以實現開關量的邏輯控制

邏輯控制是PLC技術的最基本功能。水廠的生產過程中存在大量的開關量，通過PLC對這些開關量進行有效的邏輯控制。在PLC問世之前，繼電器是實現這一功能的常用技術，PLC出現后，可以更加簡潔、高效、迅速的的實現邏輯控制、順序控制以及單個設備的控制等多種功能。此外，在多個水廠生產流水線中，加礬、加氯等操作也可由PLC進行自動化控制。

3.2 PLC可以進行模擬量控制

在水廠生產過程中，溫度、流量、壓力、液位等是重要的生產參數，必須對其進行實時監測和控制。而這些參數控制的實現主要依賴于PLC的編程控制。PLC控制系統配置有配套的轉換模塊，模擬量可在編程控制器的作用下進行控制。

4 結束語

憑借著強大的技術優勢，PLC在水廠自動化控制領域獲得了廣泛應用。隨著生產規模的擴大，水廠自動化水平會越來越高，PLC的應用領域也會更加寬廣，發揮的作用也會不斷加大。各水廠要高度認識到PLC的重要作用，深入研究，不斷探索，將PLC的作用發揮到最大，為經濟發展和人們生活用水安全提供堅實的技術保障。

參考文獻

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