PLC在水廠濾池自動(dòng)控制中的應(yīng)用

蘭俊錚

【摘 要】我國是一個(gè)水資源極度短缺的國家，為了能夠保證水資源的利用價(jià)值以及人們的正常用水，不僅需要節(jié)約用水，更加需要合理利用水資源，對(duì)其循環(huán)利用，凈水廠就是保證水資源循環(huán)利用的地點(diǎn)。隨著現(xiàn)代科技水平的不斷提高，凈水廠也在過濾水資源的過程中采用先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)，這樣可以有效地減少勞動(dòng)力，提高工作效率，而且還能夠保證水的質(zhì)量，從而保證人民安全用水。本文主要研究了凈水廠中濾池自動(dòng)化控制技術(shù)PLC的應(yīng)用，闡述了其在應(yīng)用過程中的重要意義，以供大家參考。

【關(guān)鍵詞】水廣自動(dòng)控制系統(tǒng)；PLC；濾池系統(tǒng)；現(xiàn)場(chǎng)總線

水資源短缺是我國目前存在的重點(diǎn)問題之一，在此基礎(chǔ)上，國家不僅要提倡節(jié)約用水，更加要需要提高人們對(duì)水資源短缺的意識(shí)，讓人們合理的進(jìn)行水資源的循環(huán)使用。為了更好的保證水資源的循環(huán)使用，建造凈水廠是國家發(fā)展的必然結(jié)果。過去，在凈水廠正常運(yùn)行過程中，不僅會(huì)增加過多的人力來過濾水資源，而且生產(chǎn)出來的水質(zhì)量較差，如果將這種水資源提供給人民群眾，就會(huì)極大的影響到人們的生活；如今，在凈水廠當(dāng)中采用了自動(dòng)化控制技術(shù)，不僅減少了人力的投入，提高了工作質(zhì)量，還在一定程度上提高了水的質(zhì)量，保證了人們的安全用水。下面主要介紹了自動(dòng)化控制技術(shù)PLC在凈水廠濾池當(dāng)中的運(yùn)用，以供大家參考。

0.概述

早在上個(gè)世紀(jì)90年代，自來水行業(yè)就已向自動(dòng)化方向發(fā)展，并且取得了不錯(cuò)的成績。隨著我國科技水平的不斷發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)和自動(dòng)化電子設(shè)備也有了一定的發(fā)展，在凈水廠當(dāng)中，為了與社會(huì)發(fā)展同步，給人們提供更高品質(zhì)的用水，在濾池方面、送水方面、水質(zhì)監(jiān)測(cè)方面都引入了自動(dòng)化，這就對(duì)自來水行業(yè)自動(dòng)化發(fā)展起到了一定的推動(dòng)作用。在水廠自動(dòng)化控制當(dāng)中，人們逐漸將計(jì)算機(jī)以及控制器運(yùn)用在其中，這逐漸成為自來水行業(yè)自動(dòng)化的最根本特征。目前，我國自來水行業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)最常見的有三種：（1）集散控制系統(tǒng)；（2）控制器與計(jì)算機(jī)相結(jié)合運(yùn)用的控制系統(tǒng)；（3）現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。在這三種系統(tǒng)當(dāng)中，運(yùn)用得最多的也就是第二種，因?yàn)樗哂懈叻€(wěn)定、操作簡便的特點(diǎn)，并且開發(fā)利用也相對(duì)比較簡單。

1.水廠自控系統(tǒng)功能

實(shí)現(xiàn)水廠生產(chǎn)過程自動(dòng)控制的目的是，通過提高水廠的自動(dòng)化程度來提高水廠的現(xiàn)代化管理水平與生產(chǎn)過程調(diào)控能力，從而提高水廠生產(chǎn)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，具體體現(xiàn)在以下方面：

1.1水質(zhì)優(yōu)化

在水廠運(yùn)行過程中，為了保證水資源的質(zhì)量，給人民提供更加安全的用水，就需要自動(dòng)化控制系統(tǒng)在其中起到調(diào)節(jié)的作用，這樣能夠在一定程度上減少經(jīng)濟(jì)成本。如果水廠中水資源比較渾濁，為了提高水的清澈度，可以采用自動(dòng)化控制系統(tǒng)來進(jìn)行條件，將水中的雜質(zhì)沉淀，從而在節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本的基礎(chǔ)上保證水的品質(zhì)，提高水資源的利用價(jià)值。

1.2能耗優(yōu)化

眾所周知，水廠在正常運(yùn)行過程中，能源消耗極高，所以，在水廠運(yùn)行中采用自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以有效的節(jié)約能源的消耗，從而有利于保證生態(tài)環(huán)境。在水廠運(yùn)行過程中，可以采用水泵機(jī)械設(shè)備來控制其速度，然后使水廠機(jī)械設(shè)備在一定條件下正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從而減少能源的消耗，極大程度上保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。

1.3體構(gòu)筑物運(yùn)行優(yōu)化

在整個(gè)水廠正常運(yùn)行過程中，自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以將水廠運(yùn)行的各個(gè)部分進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，主要是在濾池投放的藥物量、沖洗時(shí)間等各個(gè)方面進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，從而保證水廠的正常穩(wěn)定的運(yùn)行。

2.PLC在水廠濾池自動(dòng)控制中的應(yīng)用

2.1 PLC在水廠監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

在水廠的監(jiān)控系統(tǒng)中，工作人員用上位機(jī)來監(jiān)控各種現(xiàn)場(chǎng)變化，及時(shí)荻取來自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)并進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。利用iFIX組態(tài)軟件的各種功能在屏幕上建立可視化圖形、操作平臺(tái)、數(shù)據(jù)表格等，將工業(yè)汁算機(jī)變成控制系統(tǒng)的綜合丁作站。位機(jī)IPC通過Modbus—RTU通訊協(xié)議從下位機(jī)PLC中采集數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)地反映整個(gè)系統(tǒng)（本地站，無線電遠(yuǎn)程站）的狀態(tài)，把整個(gè)水廠的配電、工藝設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)和水壓、流量、濁度等工藝參數(shù)采集到中央數(shù)據(jù)庫中，進(jìn)行集中的處理，輔助實(shí)時(shí)調(diào)度決策，把動(dòng)態(tài)監(jiān)控的命令和數(shù)據(jù)下達(dá)到控制的設(shè)備，進(jìn)而支持優(yōu)化調(diào)度并合理地調(diào)配利用水資源；調(diào)配原水泵站、清水泵站的流量與壓力；分配不同區(qū)域的供水量；保證用戶對(duì)水量、水壓、水質(zhì)的要求；保證供水系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行；最大限度地降低供水成本。

2.2 PLC在水廠遠(yuǎn)程操作中的應(yīng)用

遠(yuǎn)程動(dòng)操作就是通過IPC機(jī)操作窗口完成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制在水廠現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中變頻器的操作方式為遠(yuǎn)程操作，如Pl參數(shù)、速度升降時(shí)間等設(shè)定；在清水泵房，泵的運(yùn)行方式有遠(yuǎn)程、自動(dòng)和柜體手動(dòng)_二種操作模式，并有變頻運(yùn)行、傘壓運(yùn)行、降壓運(yùn)行三種運(yùn)行方式，通過遠(yuǎn)程操作面，可以實(shí)現(xiàn)三種運(yùn)行方式之間的切換；在水廠的濾池工藝中，可以遠(yuǎn)程控制每一個(gè)濾池的運(yùn)行、停止以及反沖洗，也可以遠(yuǎn)程修改反沖洗周期；遠(yuǎn)程修改沉淀池的排泥周期、排泥時(shí)間；遠(yuǎn)程操作所有工藝連接閥門開關(guān)操作；遠(yuǎn)程操作水源井的開停等。用鼠標(biāo)在分畫面工藝流程窗口中點(diǎn)擊相應(yīng)設(shè)備，就能彈出相應(yīng)的遠(yuǎn)程操作畫面進(jìn)行操作控制。

2.3 PLC在水廠自動(dòng)過濾程序中的應(yīng)用

在水廠濾池過濾水資源的過程中，可以采用自動(dòng)化控制系統(tǒng)來進(jìn)行調(diào)節(jié)，使水資源的水位保持不變，并有效的保證水資源的質(zhì)量以及生產(chǎn)的產(chǎn)量。也就是說，在過濾過程中，我們需要將濾池中的水位設(shè)置在某一個(gè)位置，這個(gè)位置可以根據(jù)生產(chǎn)廠的需要來進(jìn)行不一樣的設(shè)定。

我們將來自液位計(jì)的AI采樣信號(hào)作為反饋值與設(shè)定值比較，判斷是否超出預(yù)定范阿，若不在預(yù)定范罔內(nèi)，再進(jìn)行液位升降判斷，決定閥門是否動(dòng)作。當(dāng)液位低于設(shè)定下限且仍在下降時(shí)，給出關(guān)閥命令，當(dāng)液位高于設(shè)定上限且仍在上升時(shí)，給出開閥命令。其他情況下，閥門不動(dòng)作。閥門的開與關(guān)都不是瞬間完成的，而是需要一定時(shí)間來動(dòng)作，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為ON時(shí)，閥門電機(jī)通電轉(zhuǎn)動(dòng)完成相應(yīng)動(dòng)作。根據(jù)這點(diǎn)，我們可以通過控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的持續(xù)時(shí)間來控制閥門的動(dòng)作時(shí)間，從而達(dá)到控制閥門開度的目的。如果僅僅簡單采用雙位調(diào)節(jié)，即液位高于沒定時(shí)，關(guān)閉閥門一會(huì)；低于設(shè)定時(shí)，打開閥門一會(huì)。

3.結(jié)語

目前，隨著社會(huì)科技水平的不斷發(fā)展，水廠的自動(dòng)化控制系統(tǒng)也在不斷的發(fā)展，目前，最為常見的也就是集散控制系統(tǒng)、控制器和計(jì)算機(jī)結(jié)合而成的控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。事實(shí)上，在這三種控制系統(tǒng)當(dāng)中，運(yùn)用在水廠最多的也就是控制和計(jì)算機(jī)結(jié)合而成的控制系統(tǒng)。通過上述，本文主要對(duì)PLC自動(dòng)化控制在水廠中的運(yùn)用進(jìn)行分析，在整個(gè)水廠運(yùn)行過程中，采用PLC自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以對(duì)于其中每一步工序進(jìn)行合理的控制與調(diào)節(jié)，這樣能夠在減少能源消耗的基礎(chǔ)上提高水資源的質(zhì)量，保證水資源的安全使用。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]郭鳳文.水工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J].中國給水排水，2009：l2-l3.

[2]楊立福.給水排水自動(dòng)化技術(shù)（SCADA）綜述[J].給水排水，2009：56-57.