PLC在污水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

【摘要】污水泵站是城市污水處理的主體部分，由于城市污水規(guī)模比較大，所以提高污水泵站的自動(dòng)化水平，有利于發(fā)揮自動(dòng)控制的優(yōu)勢。PLC是污水泵站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的使用設(shè)備，污水處理廠強(qiáng)化PLC的應(yīng)用力度，構(gòu)建自動(dòng)控制系統(tǒng)，提高污水泵站的工作效率。因此，本文通過對(duì)PLC進(jìn)行研究，分析其在污水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】PLC；污水泵；自動(dòng)控制；系統(tǒng)應(yīng)用

基于PLC的自動(dòng)控制系統(tǒng)可以為污水泵站提供準(zhǔn)確的指令信息，促使污水泵站處于自動(dòng)化的處理模式下。城市排放的生活或工業(yè)廢水，大多含有固體物質(zhì)，成為污水泵站處理的難點(diǎn)，即使經(jīng)過格柵過濾，也無法達(dá)到處理標(biāo)準(zhǔn)，主要是缺乏自動(dòng)化支持，所以污水泵站將PLC應(yīng)用于自動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)，優(yōu)化污水泵站自動(dòng)控制的能力，提高污水處理的效率。

一、污水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成與PLC要求

1、污水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成

污水泵站的構(gòu)成為：（1）進(jìn)水閘門，起到暫時(shí)阻隔的作用，為內(nèi)部設(shè)備維修提供條件，通過進(jìn)水閘門迅速營造檢修環(huán)境，快速完成維修；（2）進(jìn)水渠道，連接集水井，促使污水在渠道內(nèi)順利排入集水井內(nèi)；（3）集水井，內(nèi)部安置排污泵，一臺(tái)備用，其余為工作泵，內(nèi)部需要安裝液位計(jì)，感應(yīng)污水水位，提供指示信息；（4）除污機(jī)，清理格柵污染，格柵處于污水處理的環(huán)境內(nèi)，較容易淤積污泥，除污機(jī)主動(dòng)抽取格柵污泥，通過進(jìn)水渠道處理污泥，避免滲入集水井內(nèi)造成更大的污染；（5）機(jī)器間，提供就地控制，便于處理集水井的運(yùn)行故障；（6）控制室，由各項(xiàng)設(shè)備組成，如：聯(lián)絡(luò)柜、動(dòng)力設(shè)備等，既可以控制污水泵站的自動(dòng)運(yùn)行，又可以提供功率補(bǔ)償，通過PLC實(shí)現(xiàn)高水平的自動(dòng)控制；（7）變壓器，用于穩(wěn)定污水泵的工作，為帶動(dòng)污水泵站以及自動(dòng)控制系統(tǒng)選用兩臺(tái)變壓器，電力均為315kVA。

2、基于PLC污水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)的要求

PLC促使污水泵站表現(xiàn)出自動(dòng)優(yōu)勢，優(yōu)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行[1]。首先PLC需準(zhǔn)確控制液位差，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)投切；其次PLC在控制污水泵時(shí)，重點(diǎn)保障各項(xiàng)參數(shù)的準(zhǔn)確度，促使污水泵適應(yīng)污水的多條件處理；然后PLC需為污水泵站提供動(dòng)態(tài)的自動(dòng)控制，管控整個(gè)污水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行；最后通過PLC構(gòu)成集中控制中心，利用遠(yuǎn)程的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，提高調(diào)度能力。

二、PLC在污水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

PLC應(yīng)用在污水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件和硬件設(shè)計(jì)方面，對(duì)其進(jìn)行如下分析：

1、PLC在軟件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

PLC在軟件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在格柵池控制、集水池控制和運(yùn)行設(shè)置方面，分析如下：

1.1格柵池控制 格柵池的運(yùn)行比較敏感，稍微出現(xiàn)啟動(dòng)條件即可投入運(yùn)行，所以針對(duì)格柵池的控制需要體現(xiàn)高性能的自動(dòng)化。格柵池在運(yùn)行時(shí)，一旦出現(xiàn)不到位控制，導(dǎo)致格柵池立即停止運(yùn)行，不利于污水處理，特別運(yùn)行模式選擇不準(zhǔn)確時(shí)，更是造成控制負(fù)擔(dān)，隨時(shí)出現(xiàn)控制誤差[2]。PLC的參與，提高格柵池的控制能力，例如：基于PLC的監(jiān)控機(jī)，促使污水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)的格柵池處于同步運(yùn)行狀態(tài)，連接電氣控制，體現(xiàn)監(jiān)控機(jī)的聯(lián)動(dòng)功能，如此，即使格柵誤動(dòng)，也能保障污水泵站的正常運(yùn)行，只需關(guān)閉誤動(dòng)格柵，所有操作均可通過監(jiān)控機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，促使格柵池處于集中監(jiān)控的狀態(tài)內(nèi)。

1.2集水池控制 污水泵的運(yùn)行與集水池的水位高低直接相關(guān)，集水池內(nèi)有三類選擇模式。第一是正常模式，通過PLC實(shí)現(xiàn)自由控制，集水池自動(dòng)選擇“正常-白天”和“正常-夜間”。另外兩類為雨天和暴雨，該兩類模式不能進(jìn)行自動(dòng)控制，必須由人工進(jìn)行控制，一般剩余一臺(tái)污水泵作為備用，其余均投入污水處理中，以便污水過量影響處理速率。集水池面臨的控制問題為泵數(shù)確定，為保障集水池的處理質(zhì)量，需要執(zhí)行加泵或減泵，此時(shí)污水泵根據(jù)集水池的水位，向PLC傳輸控制信號(hào)，PLC分析信號(hào)后傳輸?shù)较嚓P(guān)控制中心，如需加泵由PLC協(xié)助選擇無故障的污水泵，迅速轉(zhuǎn)為開啟狀態(tài)，減泵時(shí)則需停止運(yùn)行時(shí)間比較長的污水泵，PLC在控制加減泵時(shí)，需保持間隔啟動(dòng)的時(shí)間保持在20秒以上，防止污水泵由于集中運(yùn)行干擾集水池的信息傳輸。

1.3運(yùn)行設(shè)置 污水泵的運(yùn)行設(shè)置經(jīng)過PLC處理，確保參數(shù)設(shè)置的精確度。運(yùn)行設(shè)置分為四項(xiàng)，如：（1）白天設(shè)置：利用PLC控制兩組格柵實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)行，通過控制液位差干預(yù)格柵啟動(dòng)，發(fā)揮兩組格柵自動(dòng)化的優(yōu)勢，PLC在白天模式內(nèi)，能夠最大數(shù)量啟動(dòng)運(yùn)行泵，還可控制污水泵的啟動(dòng)、停止；（2）夜間設(shè)置：夜間與白天基本一致，只是在參數(shù)值上存在異同；（3）暴雨設(shè)置：關(guān)閉進(jìn)水裝置，污水泵主動(dòng)降低水位，PLC控制水位在標(biāo)準(zhǔn)線以下，待水位達(dá)到標(biāo)線時(shí)，PLC停止工作狀態(tài)的污水泵；（4）雨天設(shè)置：雨天環(huán)境內(nèi)自動(dòng)控制系統(tǒng)的進(jìn)水裝置呈現(xiàn)關(guān)閉動(dòng)作，待進(jìn)水裝置完全關(guān)閉后，按順序開啟進(jìn)水閘。

2、PLC在硬件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

PLC在自動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件部分，能夠根據(jù)污水泵站的I/O，確定自動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行框架，然后確定PLC在硬件設(shè)計(jì)中的分配，充分考慮PLC在硬件設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用，預(yù)留足量空間[3]。PLC應(yīng)用在自動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)備上，如：潛水設(shè)備、壓力計(jì)量器等，分析PLC在硬件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，如：（1）PLC精確污水泵站自動(dòng)選擇的水平，確保模擬量模塊的自動(dòng)運(yùn)行，PLC根據(jù)污水泵站輸入端的需求，自行選擇通道，約束差分模擬量；（2）PLC控制污水泵站自動(dòng)化的開關(guān)，污水泵站的控制設(shè)備的啟動(dòng)情況，均由PLC控制，工作人員可以進(jìn)行手動(dòng)操控，選擇污水處理方式，確定模塊后，保障輸入方式；（3）PLC主動(dòng)控制CPU，CPU是污水泵站自動(dòng)控制的核心部分，提高污水處理效率，同時(shí)在PLC的參與下，CPU表現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)特性，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的互聯(lián)特點(diǎn)，完善污水處理模塊；（4）PLC為污水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)提供硬件設(shè)備的選擇條件，例如：污水泵站電源的數(shù)量由PLC的運(yùn)行情況決定，同時(shí)選擇電源類型，保障電源系統(tǒng)符合污水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)用。

三、PLC在污水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用效益

PLC很大程度上提高污水泵自動(dòng)控制的能力，著實(shí)提升污水自動(dòng)處理的水平，發(fā)揮應(yīng)用效益[4]。第一，PLC的應(yīng)用提高污水泵站自動(dòng)控制的準(zhǔn)確度，傳統(tǒng)自動(dòng)控制儀器只能大致模擬工作量，無法做到精度準(zhǔn)確，而PLC屬于自動(dòng)控制領(lǐng)域內(nèi)的高效設(shè)備，有利于完善污水泵站自動(dòng)處理的環(huán)境，提供可靠的自動(dòng)控制，不會(huì)造成運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，避免由于自動(dòng)控制問題引起經(jīng)濟(jì)損失，提高污水泵站的經(jīng)濟(jì)效益；第二，PLC發(fā)揮控制優(yōu)勢，滿足污水泵站的自動(dòng)需求，污水泵站面臨污水處理的巨大壓力，提升自動(dòng)化控制的要求，通過PLC的應(yīng)用，強(qiáng)化自動(dòng)控制，達(dá)到系統(tǒng)自動(dòng)化的標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)束語

PLC是污水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)不可缺少的部分，通過PLC為污水泵站提供自動(dòng)控制的條件，體現(xiàn)自動(dòng)化的發(fā)展優(yōu)勢。PLC在污水泵站中主要是提升控制系統(tǒng)自動(dòng)化的運(yùn)行水平，能夠結(jié)合污水處理的實(shí)際情況，提出自動(dòng)處理的方式，確保污水處理的可靠性。因此，PLC在污水泵站自動(dòng)化的建設(shè)方面，發(fā)揮主要作用，體現(xiàn)自動(dòng)控制的優(yōu)勢。

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