PLC控制技術(shù)在水廠自控系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)應(yīng)用初探

周璇娟+梅霖+魏爽

【摘要】我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，大大提高了我國(guó)居民的生活水平和質(zhì)量，其越來越重視用水安全和用水質(zhì)量問題，因此其也用越來越高的標(biāo)準(zhǔn)要求水廠的制水工藝，所以水廠要不斷完善自控系統(tǒng)。隨著我國(guó)PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，在水廠自控系統(tǒng)的逐漸廣泛的應(yīng)用PLC技術(shù)，其可以使水廠自控系統(tǒng)采集信息的目標(biāo)得以完成，所以本文就是對(duì)PLC控制技術(shù)在水廠自控系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)應(yīng)用進(jìn)行了具體的研究。

【關(guān)鍵詞】PLC控制技術(shù) 水廠自控系統(tǒng) 設(shè)計(jì)應(yīng)用

當(dāng)前只有對(duì)水廠的出水水質(zhì)進(jìn)行完善、將其能耗進(jìn)行降低，才能使城市現(xiàn)代化對(duì)供水行業(yè)的需求得以滿足，從而可以使水廠的管理水平和經(jīng)濟(jì)收益不斷提高。將PLC控制技術(shù)應(yīng)用在水廠的自控系統(tǒng)中，不但可以使系統(tǒng)的性能、可靠性以及產(chǎn)率得到提高，同時(shí)可以使水廠的操作成本大大降低，使其啟動(dòng)過程大大加快。因此具體研究PLC控制技術(shù)在水廠自控系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)應(yīng)用具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、PLC技術(shù)的基本論述

在工業(yè)環(huán)境中對(duì)專門的電子裝置通過應(yīng)用和設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)運(yùn)算進(jìn)行操作，使其可以監(jiān)控水廠的水質(zhì)和其他相關(guān)的數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)相關(guān)的調(diào)節(jié)命令進(jìn)行執(zhí)行，這就是PLC控制技術(shù)。在水廠自控系統(tǒng)中應(yīng)用PLC控制技術(shù)可以使工人們的體力和生產(chǎn)效率在一定程度減輕，同時(shí)可以使設(shè)備的耐用度和可靠性大大提高。

二、水廠PLC配置的內(nèi)容

CPU、AI模塊、顯示器、DI模塊、模塊支架以及DO模塊等是水廠PLC系統(tǒng)主要的硬件配置。取水泵站、加氯站、變電所、監(jiān)控系統(tǒng)以及凈化間站等是配置PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)的主要部位。集散型是水廠PLC系統(tǒng)主要的控制方式，其可以通過通訊母線聯(lián)系各個(gè)分站間，其可靠性極高，同時(shí)可以共享數(shù)據(jù)資料，從而使計(jì)算調(diào)節(jié)、順序以及最佳控制的目的得以實(shí)現(xiàn)。

三、水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)中PLC控制技術(shù)的應(yīng)用

（一）送水泵房PLC站

這一過程中PLC控制技術(shù)主要檢測(cè)的參數(shù)包括三個(gè)方面：1、高低配間電量數(shù)據(jù)；2、泵機(jī)的運(yùn)行、停止和故障；3、出廠水的流量、混濁度、余氯、液位以及PH值等相關(guān)數(shù)據(jù)。其控制功能主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，即控制出水泵機(jī)以及對(duì)監(jiān)控計(jì)算機(jī)的正確指令和參數(shù)進(jìn)行接受和執(zhí)行。

（二）PLC技術(shù)在加聚合氯化鋁加二氧化氯的應(yīng)用

這一過程中PLC控制技術(shù)檢測(cè)的參數(shù)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：1、連續(xù)檢測(cè)溶液池液、溶解池以及超高位報(bào)警；2、計(jì)量泵的開停、計(jì)量泵的故障、攪拌器的開停和故障、計(jì)量泵沖程加測(cè)以及計(jì)量泵變頻裝置手/自動(dòng)等。這一過程中的主要作用就是向監(jiān)控計(jì)算機(jī)輸送加藥泵、藥池以及加氯設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)對(duì)監(jiān)控計(jì)算機(jī)的命令進(jìn)行接收和執(zhí)行。主要控制功能體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：控制加藥泵；監(jiān)控加氯系統(tǒng)；監(jiān)控室內(nèi)聚合氯化鋁液相關(guān)設(shè)備；向監(jiān)控計(jì)算機(jī)輸送加氯設(shè)備、聚合氯化鋁液設(shè)備以及加聚合氯化鋁設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)對(duì)監(jiān)控計(jì)算機(jī)的正確指令和參數(shù)進(jìn)行接受和執(zhí)行。

（三）濾池PLC站

（1）PLC技術(shù)在公共沖洗中的作用。這一過程中PLC控制技術(shù)檢測(cè)的參數(shù)主要有以下幾點(diǎn)：①反沖洗水泵的開停和故障；②反沖洗鼓風(fēng)機(jī)的開停和故障；③出口閥的開關(guān)和故障以及出口旁路閥開關(guān)和故障；④反沖洗水泵電流。這一過程PLC控制技術(shù)主要的作用就是用FI PW AY網(wǎng)絡(luò)連接主站和子站，在子站內(nèi)編寫濾池的運(yùn)行和反沖程序。為系統(tǒng)的安全性提供保障以及便于檢修濾池的控制系統(tǒng)是其主要的目的。控制反沖洗、切換反沖洗設(shè)備以及對(duì)濾格子站進(jìn)行控制等是這一過程中PLC控制技術(shù)的主要控制功能。

（2）各濾格PLC站。這一過程中PLC控制技術(shù)主要檢測(cè)的參數(shù)包括損失的水頭、清水閥的開度、濾格的液位和各個(gè)閥門的狀態(tài)等。控制濾池的恒水位過濾是PLC控制技術(shù)的主要控制功能。PLC控制技術(shù)對(duì)濾格清水閥開度的控制主要是按照每個(gè)濾池的液位儀數(shù)據(jù)進(jìn)行的，從而為濾池的水位恒定提供保障，低于21cm是其控制的精度。其中過濾周期、強(qiáng)制方式和壓差值是控制濾格反沖洗的主要內(nèi)容。

（四）PLC技術(shù)在沉淀池中的應(yīng)用

這一過程中PLC控制技術(shù)主要檢測(cè)的參數(shù)有沉淀池水位、沉淀池分管進(jìn)水閥的狀態(tài)、開關(guān)狀態(tài)以及故障狀態(tài)、沉淀后的混濁度；排泥機(jī)的運(yùn)行、停止和故障狀態(tài)等。PLC控制技術(shù)的主要作用就是將沉淀池按照生產(chǎn)的實(shí)際需求進(jìn)行啟用或者停止；排泥工作的安排主要是按照污泥濃度的開關(guān)或者時(shí)間周期決定的，同時(shí)對(duì)監(jiān)控計(jì)算機(jī)的命令進(jìn)行接受和執(zhí)行。主要控制功能就是對(duì)沉淀池進(jìn)行啟用和停用、對(duì)排泥機(jī)進(jìn)行設(shè)定以及對(duì)排泥閥的運(yùn)行周期進(jìn)行設(shè)定等。

四、分析PLC的性能

（一）使用年限周期、穩(wěn)定性和可靠性

要根據(jù)國(guó)內(nèi)和國(guó)際的安全標(biāo)準(zhǔn)對(duì)PLC系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要能夠使工業(yè)的等級(jí)需求得到滿足。同時(shí)PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要對(duì)具有較高隔離性、容易配置、堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)、抗腐蝕性強(qiáng)以及對(duì)較寬的溫變范圍進(jìn)行適應(yīng)。另一方面，系統(tǒng)的電磁兼容性要良好，其可以對(duì)惡劣的工業(yè)環(huán)境進(jìn)行承受。

（二）先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性

完整的自我診斷功能是PLC系統(tǒng)自身所具有的，其可以對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過程中任意部件出現(xiàn)的故障進(jìn)行診斷，同時(shí)可以在監(jiān)控軟件的過程中將其故障的狀態(tài)、故障的地點(diǎn)和時(shí)間等相關(guān)信息及時(shí)的反映出來。在發(fā)生系統(tǒng)故障以后，I/O狀態(tài)可以及時(shí)返回系統(tǒng)預(yù)先設(shè)置好的狀態(tài)。這樣PLC系統(tǒng)就可以對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)行進(jìn)行方便和準(zhǔn)確的控制，這樣不但可以對(duì)人力資源進(jìn)行節(jié)約，同時(shí)使水廠的生產(chǎn)效率也大大提高。

由此可見，在水廠自控系統(tǒng)中基本的控制單元之一就是PLC控制系統(tǒng)，在水廠自控系統(tǒng)中對(duì)PLC控制技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用使水處理系統(tǒng)的自動(dòng)化目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，使能源的消耗大大降低，使職工的勞動(dòng)強(qiáng)度大大減輕，使水廠的管理水平和出水質(zhì)量得到了提高，從而將良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益創(chuàng)造出來。另一方面，其使水廠優(yōu)化控制的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，使工作效率和水處理流程的穩(wěn)定性大大提高，所以應(yīng)該將相關(guān)的技術(shù)充分的應(yīng)用到水廠的生產(chǎn)過程中，使其實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的信息管理。

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