基于PLC的電氣自動化控制水處理系統探究

羅國俊 廖偉良

杭州水處理技術研究開發中心有限公司 浙江杭州 310000

1 PLC應用于電氣自動化控制水處理系統常見問題

PLC 是 programmable logic controller 的簡稱，即可編程邏輯控制器，可以通過該技術對工業數據進行模擬和編程以達到提升工業環境安全的目的[1]。PLC可以在水處理系統中滿足電氣自動化控制需要，由于水處理操作較繁瑣，再加上現有控制手段較單一、傳統，極易產生控制問題，最終影響水處理系統運行效果。從某種程度上來講，這為PLC提供了廣闊空間，PLC對比于傳統繼電器，具有良好的編程優勢，能夠滿足自動監控需要，最終實現低成本、低能耗、高效率的工作目標。但對比于西方發達國家，我國PLC正處于應用初期階段，并且應用期間存在些許問題，這也是PLC設計工作改進的必然要求，下文針對常見問題大致總結，以便為設計策略制定提供依據。

1.1 控制精度有待提高

PLC長時間應用，如果線路檢修工作不到位，或者機械故障養護不及時，極易影響控制精度，導致信息片面接收，進而決策有效性會大大降低。一旦PLC 應用作用得不到全面發揮，則線路接觸點的接觸狀態不能準確反映，進而會對 PLC接下來的操控產生影響，最終水處理工作目標延時、低效完成，并且水處理流程被迫中止。

1.2 維修養護效果較差

PLC使用企業為實現短期經濟效益，集中精力處理設備故障，相對來講，設備質量監控、防范工作形式化推進，意味著PLC電氣自動化控制水處理系統未及時檢測，并且相關設備低效管理，這在一定程度上會增加設備風險，影響系統運行效果，導致水處理系統質量逐漸降低。

1.3 運行過程有待完善

水處理系統運行的過程中，PLC極易受到外界電磁干擾，并且設備自身故障幾率較高，如果運行過程中的問題未及時預防，那么PLC指令傳輸效果達不到預期要求，存在信息丟失、信息延時傳遞等現象，進而指令操作會錯誤顯示，最終系統穩定性會受到不利影響。

2 電氣自動化控制水處理系統中PLC應用技巧以及設計策略

2.1 應用技巧

PLC應用期間，應盡可能為其提供良好的工作環境，因此，優選適合的工作方法，一般來講，屏蔽方法和隔離方法能夠有效抵御外部干擾，確保PLC系統穩定運行。與此同時，PLC系統支持編程自動調整，并且程序模塊隨之變化，全面滿足客戶需要，實現指令控制目的。從中能夠看出，電氣自動化控制水處理系統有技巧的應用PLC，具有迫切性和重要性。水處理系統運行過程中，應滿足自動與手動轉化的基本要求，運用PLC控制系統，既要有依據的調節控制模式，以及工藝參數，又要處理好元件間操作方式，合理設置報警功能，針對性處理已有故障處理方案。對于系統報警以及系統保護環節，運用PLC控制系統，有序調節水處理系統水箱負荷值，據此準確設置水位量。PLC系統合理安裝自動警報裝置，一旦出現水位限定范圍超出現象，則警報會立即啟動，工作人員根據警報提示做出系列操作。

2.2 設計策略

2.2.1 硬件設計

PLC控制系統的控制器以及模塊的型號，解釋方案包括兩種，第一種即適用于PLC控制站的非冗余方案，第二種即適用于MBR控制站的冗余方案。PLC控制系統接口數量為兩個，裝載存儲器容量為MB，平均處理時間為100us，其中，接口間能夠順利切換。

2.2.2 軟件設計

用戶需求不相一致，用戶借助WINCC、軟件制定圖形畫面，呈現差異化水處理工藝流程，接下來根據圖形建立圖像庫，并準確標記智能符號。此外，用戶能夠根據畫面顯示，直觀操作測量設備，動態監督設備狀態，同時，繪制相應趨勢圖，并制作相關報表。

2.2.3 通信及實現

PLC系統上位機為一體式觸摸屏、工控機或高配置計算機等，上位機主要負責水處理系統運行狀態，動態掌握設備運行情況，并制定合理的整改措施，針對狀態信息及時記錄，以便為故障設備處理提供依據。下位機主要為現場控制設備，工作人員利用編程軟件有目的的設計控制程序，同時，全面考慮控制要求，確保程序編輯目標及時實現[2]。通信過程中，利用組態軟件動態控制PLC，并借助中間轉換順利調整讀寫模式，例如，操控氣動閥門時，全面獲取繼電器值，并設置讀寫模式。PLC系統運行期間，針對性協調多個任務，充分發揮任務處理功能，確保數據信息高效、全面傳輸。PLC運用于電氣自動化控制水處理系統，準確把控水箱水位，通過觀察浮球、液位開關、雷達液位計、液位變送器等狀態完成水位測定工作。同時，細致觀察水箱液面與水位間的關系，為真實掌握水位情況，為編程工作提供真實、有效數據，最后利用控制模板完成數據傳輸任務，從整體上提高PLC程序準確性。如果產水水位未達到要求的標準，此時應保證程序運行，起到達到高液位值，完成正常的停機程序，關閉相關設備，停止制水流程。

2.3 PLC控制系統質量提升措施

一方面，全面優化PLC電氣自動化控制水處理系統，確保輸入信號的穩定性和安全性，同時，結合具體情況創新界面控制功能模塊，從整體上提高系統準確性和可操控性，確保系統信息全面、準確分析，促進水處理工作有序推進、順利開展。另一方面，重視PLC 系統維修及養護，在這一過程中，運用先進技術以及專業手段管理水處理系統，并建立健全水處理系統管理方案，委派專人監控相關設備，提高設備以及儀器維修質量。與此同時，記錄設備、儀器檢修記錄以及各方面水處理運行數據，專門成立維修管理檔案，以便為接下來系統維護工作提供借鑒。

3 結語

綜上所述，電氣自動化控制水處理系統以 PLC 為基礎進行創新，不僅符合當前科學技術創新需要，而且還能創新水處理系統操控方式，確保水處理系統安全、可靠運行，從整體上提高系統工作效率，大大降低水處理系統故障幾率。此外，PLC 控制系統應用優勢全面發揮，這對 PLC 系統大范圍推廣有積極意義。此外，我國應主動向發達國家借鑒先進經驗，結合具體情況，探索 PLC 系統應用技巧，最終合理化設計系統，做好系統維修養護工作，這對水處理系統穩定運行有積極作用。