基于PLC的電氣自動化控制水處理系統研究

胡福如

摘 要：針對PLC的電氣自動化控制水處理系統進行分析，研究了PLC技術在水處理系統中應用意義，同時還分析了基于PLC的電氣自動化控制水處理系統應用，內容有：硬件設計、軟件設計、上位機和下位機通信。最后結合這些內容，已某電氣自動化控制項目作為案例，分析如何對其進行應用，希望通過對這些內容的分析，能夠提升電氣自動化控制的水處理系統應用水平。

關鍵詞：PLC;電氣自動化;水處理系統;硬件設計

PLC控制系統存在較高穩定性，借助隔離方式對這一技術進行應用，可降低外部環境對其帶來的影響，同時對其進行具體應用期間存在可持續性，結合系統需要進一步編輯和修改，靈活性強，還可以對不同業務模塊當中存在的不同需要運行，這樣可對不同功能進行有效控制。

一、PLC技術在水處理系統中應用意義

水處理工藝進程存在較高復雜性特點，化學水處理期間，需要借助電氣設備對水處理過程進行有效控制。這種情況下，繼電器安裝以及接線都比較麻煩，對程序進行修改也相對復雜，對具體維護工作會產生不利影響[1]。若水處理系統設備出現可能會對UI水處理系統運行的可靠性帶來影響。針對這一情況，進行具體水處理期間，可借助PLC技術進行控制。因為PLC技術在編程過程中相對簡單、方便，存在較高的可靠性，外界環境不會給其帶來較大影響。水處理系統中對PLC技術應用，可能促使水處理系統獲得及時檢測和控制，促水處理功效得到有效提升，并且能在一定程度上降低能耗，這讓水處理系統始終處于高效發展階段。

PLC技術多數情況下是使用屏蔽以及隔離方式進行，這種情況不僅不會因為外界環境而受到有影響，并且在一定程度上增強運行穩定性，能在一定程度上確保系統運行持續性。一般情況下系統如果沒有故障可保持20000h運行。此外，水處理系統應用PLC技術，技術人員可以將實際需要作為根據，隨時對其進行編輯及更改，這樣可將其制作成不同成效模塊，將不同專業模塊作為主要內容，用戶還可以結合相應要求針對相應程序模塊作出進一步選取，實現良好組織和安裝，結合需求指令或者控制方面需求，針對不同功能做出有效控制。這種情況下，在電氣自動化系統當中對PLC技術進行應用意義深遠。

二、基于PLC的電氣自動化控制水處理系統應用

（一） 硬件設計

PLC控制站是用的是西門子CPU410Smart控制器，或者使用ET200PASmart系列的IO模塊，同時有冗余或者不冗余的兩種解決辦法[2]。以某工程為例，其針對重要的MBR控制站而言，借助冗余方案進行處理，而其他PLC控制站在則通過非冗余方案進行處理。CPU410Amart其中存在兩個獨立的 Profibus IO 接口，標配帶防護涂層，集成48MB裝載儲存器，而CPU的主頻則為450MHz，其平均處理時間大約為110μs，最大IO尋址范圍16KB輸出或者輸入。

（二）軟件設計

針對軟件部分而言，主要是借助PCS7mart軟件，其中分別有工程組態系統以及操作員系統等。對于工程組態系統也然，其主要是以CPU410Smart控制平臺為基礎，同時對APL功能庫、控制模板等進行充分應用，技術人員系統在工程組態當中，借助編譯自動生成基本數據，其中存在變量以及消息、畫面操作圖元等。 而對于污水處理軟件而言，其能夠對整個污水處理廠的工藝流程、設備操作以及參數設定等，這種情況下能夠極大的促進生產的順利高校運行。除了污水處理控制功能之外，對于這一系統進行應用，其中還存在相應管理功能，例如歷史趨勢的查詢以及對故障信息進行處理等。

（三）上位機和下位機通信

PLC 系統針對MCGS選取，將其作為上位機，這樣就能夠實現觸摸屏一體機建立，針對處理現場進行實施檢測，同時還可以結合設備運行具體狀態針對工作狀態進行進一步調整，當發現問題之后則可以及時派遣工作人員對其進行處理。對于下位機而言，則選擇 S7-1200PLC 對現場進行具體控制，這一機器捉妖生產自西門子，對相應編程軟件進行應用，從而控制污水處理系統，對程序進行靈活設計。則可以滿足開發商的設計需要。在具體通信過程中，針對繼電器作出適當轉換，同時借助讀寫模式，對其進行具體操控，然后使用 PLC對MCGS 燈進行控制，期間所應用的模式為只讀模式。而在軟件當中，對OLC繼電器值進行采集，則可能對燈光進行控制。

（四） 實現

對PLC設計工程而言，具體設計過程中，可以針對冰箱的實際水位作出相對準確的測量，借助地懸浮球，將其設置在相應水箱當中，這樣就可以借助地炫富球位置針對相應數據進行傳輸，從而確保相應編輯工程數據足夠有效[3]。如果水位難以達到標準。如果水位難以達到標準，就一定要對二級高壓進行應用，關閉水閥。PLC具體應用其原理如圖1所示：

三、實際應用

以某MBR控制站為例，控制范圍主要包含下列內容：膜產水系統和維護行清洗系統和恢復性清洗系統、風管反洗系統等。在傳統控制過程中，針對不同MBR膜單元水產管流量計和產水泵變頻器當成是PID控制，相應技術人員需要結合水的實際情況，通過手動的形式，設置單元產水量。但是從現實角度進行分析，市政污水處理廠當中的進水量不是十分穩定，尤其是在夜間，產生波動范圍相對較大，工作人員必須要對來水量重點關注。此外，還需要結合來水的實際情況，通過手動方式針對MBR膜單元產水量進行調整，這樣操作難度相對較大。

四、結語

對水處理控制系統進行具體應用過程中，當前主要是使用三種控制模式，分別為手動控制模式、半自動化控制模式和全自動化控制模式。要想促使PLC電氣自動化控制水處理系統的優勢得到充分發揮，則要求在后期應用時對其進行定期維護，使用科學有效的方式進一步促進電氣自動化水處理優勢的全面發揮，在具體應用過程中必須要對其定期檢修，提升運行水平。

參考文獻：

[1]許瑩瑩，張劍.基于PLC的電氣自動化模塊化控制水處理系統探討[J].化工管理，2019（01）：112.

[2]楊濤，張濤，吳遠.基于PLC的電氣自動化控制水處理系統探討[J].河南科技，2018（10）：92-93.

[3]余鳳.關于PLC的電氣自動化控制水處理系統的分析[J].電子世界，2016（16）：98.

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