基于PLC的電氣自動化控制水處理系統探討

夏虓 王國穎

【摘 要】論文主要針對基于PLC的電氣自動化控制水處理系統進行探究，指出在相應的軟件和硬件設計中應該注意的要點，希望能為PLC電氣自動化控制水處理系統的有效應用提供一定的參考。

【Abstract】This paper mainly explores the electric automation control water treatment system based on PLC， and points out the key points in the corresponding software and hardware design， hoping to provide some reference for the effective application of the electric automation control water treatment system based on PLC.

【關鍵詞】PLC;電氣自動化控制技術;水處理系統

【Keywords】 PLC; electrical automation control technology; water treatment system

【中圖分類號】V444.3+7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）08-0188-02

1 引言

社會經濟的飛速發展使得工業和生活用電需求不斷增長，對高規格、高性能的電氣自動化控制系統的要求也越來越高。水處理系統的較快發展不但為新技術的出現提供可能，還對環境治理方式的優化起到了積極促進作用，從而在一定程度上促進了生產力的提升和經濟結構的優化。而為了更好地使水資源得到凈化，采用基于PLC技術的自動化處理系統所發揮的作用要遠遠大于以其他自動化控制技術為基礎的處理系統。PLC技術主要是通過利用電氣的自動控制實現能源的優質使用，提高能源使用效率。

2 PLC技術概述

2.1 PLC技術的定義

PLC技術全稱為可編程邏輯控制器技術，該技術可以通過編程的模式，使用內部的處理程序執行有關指令，不同的存儲方式都會產生相應不同的影響，要采用適當的管理體制來提升現在的工作效果和工作效率。PLC工作主要包括掃描階段、執行階段及輸出階段三個階段，采集和輸入樣品的相關信息，并結合用戶需求以及用戶指令，可以對內部的數據進行刷新，并做到持續重新輸出，使得PLC運行能夠更加安全和穩定。同時，PLC安裝也相對比較簡便，編寫較為簡單的程序，不但易于維修，相關工作人員還能夠快速掌握操作指令和控制方法。PLC技術具有較強的環境適應性以及靈活性強的特征，有著十分重要的應用價值和廣闊的應用范圍，因此，PLC技術在不同的電氣工作環境中都可以得到很好的應用。在運用PLC系統時，可以充分發揮編程的特性，在進行人為編程的過程中，融入一定的信息化控制手段，進行相應的機械生產控制，使其應用更加靈活，充分體現其自主控制能力強和實際應用性高的特性[1]。

2.2 水處理自動控制系統的要求

自動化控制水處理系統需要實現手動控制與自動控制之間的實時切換以及轉變，滿足不同條件下的操作要求。通過控制形式變化的方式實現水處理的功能，提高水處理自動控制系統控制的靈活性和科學性。同時，系統控制還需要做到對相應的控制方式和工藝參數進行及時調整，并手動對各個單元進行單獨操作，設置自動報警機制，有效解決各個區域中存在的問題。在水處理過程中，系統保護和報警機制需要控制水箱水位以及負荷量，保持水箱水位和負荷能夠在正常的范圍之內。如果低于水位線或者超過水位線時，需要啟動自動報警裝置，保護高壓泵并測量水壓力值，及時對相關異常情況進行報警，可以使得電氣自動化系統運行更加安全穩定[2]。

3 基于PLC的電氣自動化控制水處理系統的應用

3.1 硬件設計

PLC控制系統的設計需要結合水處理設備的工作運行需求，選擇適合的控制器和系列模塊，包括冗余和不冗余兩種解決方案，根據具體的工程項目要求采取適合的解決方案。CPU一般要求配置獨立的I/O接口，集成裝載儲存器配帶防護涂層，合理設置CPU的主頻、平均處理時間以及最大I/O尋址范圍。通過兩個互為備份的接口模塊的有效連接，實現接口模塊的無縫切換。

3.2 軟件設計

由于PLC都是以程序形式實現的，所以PLC控制系統的設計工作大多集中在軟件程序的設計上，即梯形圖的設計。工作人員應加強對工藝的升級和開發，做好圖形設計工作，選擇適合的編程軟件?；赑LC的控制程序由主程序和子程序組成，完成編寫的程序經過編譯后下載至PLC中，從而實現任務的控制。在程序編寫完成后，有關工作人員可以利用仿真軟件進行模擬，以檢查程序編寫有無錯誤。

3.3 通信方式

選用適合的上位機對現場的設備運行狀況進行實時的監測，調整控制設備運行工作狀態，讀取儀器的工作情況，并及時解決各種突發問題和突然出現的設備故障。在通信過程中，要求整個凈水處理程序設計能夠靈活地進行編輯和改變，在應用組態軟件按鈕控制PLC時，不能直接讀取繼電器輸入的值，要通過內部寄存器進行中間轉換。任務的優先程度由高到低分別通過傳感器、數據接收、主控器解析、藍牙發送。

3.4 PLC在電氣自動化控制水處理系統中的實際工作情況

在使用PLC進行實際系統設計時，需要準確測量水箱的實際水位，在水箱中放置低浮球，并通過測試低浮球的位置傳輸相關的數據，保證邏輯工程數據的科學性和合理性，對于不能夠達到標準水位的情況，則需要利用二級高壓關閉水閥。PLC液位自動控制器的原理如圖1所示。

4 結語

綜上所述，基于PLC的電氣自動化控制水處理系統的應用能夠有效提升水處理效率和水處理質量，實現水處理過程的靈活控制，減少水處理過程中的安全隱患，保證凈水處理系統的整體運行效果，降低污水處理廠處理過程中的能源資源消耗，降低污水處理和凈化的成本，提升處理系統整體的運行質量，實現水處理系統的順利安全工作。

【參考文獻】

【1】劉栓，王太通.PLC控制系統在污水處理過程中的應用[J].礦山機械，2003（9）：66-67.

【2】劉振鵬.基于PLC的電氣自動化控制水處理系統探討[J].中國高新技術企業（中旬刊），2016（12）：169-170.