PLC控制在水廠自動化控制中的運用探討

胡宇航 唐山市曹妃甸供水有限責任公司

PLC控制在水廠自動化控制中的運用探討

胡宇航 唐山市曹妃甸供水有限責任公司

隨著社會的不斷進步和科技的快速發(fā)展，PLC控制技術在水廠自動化控制中起著越來越重要的作用。PLC系統(tǒng)編程簡單，具有較高的可靠性、安全性，使用靈活、方便，并且可以適應于各種各樣的工作環(huán)境，而且其價格較低，可以為企業(yè)爭取更大的經濟效益。本文從PLC控制的應用理論和實踐入手，對在水廠自動化控制中應用PLC控制技術進行探討。

PLC；水廠自動化；控制

引言

對自來水廠自動化控制起著最廣泛、最基本影響的技術就是PLC控制技術，其不同于傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)了順序控制、邏輯控制，而且PLC控制技術既可以控制水廠的單個設備，也可同時控制多個設備，從而形成水廠的自動化流水線，并有效地對生產水資源過程中的自動化進行全方位的控制[1]。目前，很多自來水廠都對加氯、加氨、加礬、過濾和沉淀等各個環(huán)節(jié)進行自動化的控制，這種模式的形成對水處理過程中的安全性和可靠性都有極大的提高。

1.水廠水處理流程

實現(xiàn)水處理流程的自動化控制是水廠應用自動化控制系統(tǒng)的根本目的。不同的水廠擁有不同的設備配置，其處理水的工藝流程也有著很大的區(qū)別，但其水處理的基本流程相差不大，總體來說包括取水、配藥、加氯、投加混凝劑、沉淀、過濾、消毒、送出幾大方面。

水廠的水源一般來自地下水、地表水、江河、湖泊等處，首先水廠必須通過水泵來取水，將原水抽入凈水廠，此時原水中含有很多雜質，必須經過凈水處理才能供給用戶。當原水進入凈水廠之后，凈水廠需要配置合適的混凝劑及氯氣等投入到原水當中，以此來對原水進行混凝消毒。當原水經過混凝處理之后流入沉淀區(qū)時，水中的顆粒會沉淀在池底，并進行堆積，因此沉淀池需要定期進行清理。過濾則是一個使水澄清的過程，其采用石英砂等濾料層來清除水中的各種雜質，濾料層也需要定期清洗。水澄清之后就需要進行消毒處理，以達到殺菌消毒的作用，正因為水經過濾后，降低了它的濁度，細菌、病毒才能更好地被消滅。水經過消毒后將存儲于清水池中，根據(jù)實際所需情況向各管網送水，再通過管道送給用戶。

2.濾池自動化控制系統(tǒng)的功能

水廠可通過對濾池自動化的控制來進行全面的管理和實時監(jiān)控，使水廠在生產過程中的調控能力得到增強，水廠的自動化程度也能得到相應的提高，從而增加水廠的經濟效益，其功能主要體現(xiàn)在以下兩個方面。

2.1 節(jié)能減排。人們在日常生活中離不開水資源，而人們最直接的供水來源就是水廠，因此，水廠起著極大的作用。傳統(tǒng)的方式使水廠在進行濾水的過程中消耗了很多能源，那么就必須對水處理的過程進行優(yōu)化處理，其中較為合理的方式就是通過自動化系統(tǒng)來對能源消耗進行調節(jié)，在自動化系統(tǒng)運行工作的過程中，通過對水泵電機調速的控制可以改變其運作的方式，有效地避免浪費。因此，應用水廠自動化系統(tǒng)可以極大程度地減少能源的消耗，實現(xiàn)能耗的優(yōu)化[2]。

2.2 降低水處理成本，進一步提高水質。如今人們對生活質量的要求越來越高，對水質的要求更是如此。而PLC能夠適應當代人們的用水需求，具有極高的安全性和可靠性，從而有效地提高水質。同時，在濾水的過程中，自動化系統(tǒng)的應用也可以極大地降低其運行的費用，濾水系統(tǒng)甚至可以自動調節(jié)出水的濁度，使水處理系統(tǒng)實現(xiàn)低成本運行的目標。

3.PLC控制在水廠自動化控制中的運用

3.1 PLC在水廠監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

在水廠的監(jiān)控系統(tǒng)中，PLC實現(xiàn)了順序控制和邏輯控制，PLC控制技術在監(jiān)控系統(tǒng)中既可以控制水廠的單個設備，也可同時控制多個設備，從而形成水廠的自動化流水線，各個現(xiàn)場的變化、現(xiàn)場設備的數(shù)據(jù)都可以通過上機位來進行獲取并實時控制[3]。不僅如此，PLC對整個水廠的水處理工序的運行都進行全自動的控制，在線數(shù)據(jù)采集設備會自動采集所有的運行設備的參數(shù)，數(shù)據(jù)被即時送入PLC，PLC甚至可以做到對這些數(shù)據(jù)進行交換，對水處理的各個生產換季的設備運行都進行實時的監(jiān)視和控制，進而更加合理地利用水資源并優(yōu)化水廠的調度能力。

3.2 PLC在水質監(jiān)測系統(tǒng)中的應用

水質監(jiān)測是在水廠的自動化控制中的重要內容，整個系統(tǒng)能否平穩(wěn)運行的重要參數(shù)就來自于水質監(jiān)測的數(shù)據(jù)，如今，水質監(jiān)測系統(tǒng)中應用了更多的新型自動化檢測儀，對水廠自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展起到了推動作用。目前，水質監(jiān)測系統(tǒng)中的技術方包括水質監(jiān)測分年儀表、溫度檢測技術、水位檢測技術、流量監(jiān)測技術、壓力檢測技術以及高低濁度測量分析、漏氯檢測分析、流動電流檢測分析等方面，所應用的儀器也不僅僅是傳統(tǒng)的儀器，非接觸式儀器也得到了大量的運用。

3.3 PLC在水廠濾池系統(tǒng)中的應用

單元濾池的PLC控制需要完成的工作很多，例如每個濾池的出水閥、進水閥、排氣閥、排污閥、反沖水閥、反沖進氣閥等的自動控制和對本格濾池的恒水位進行過濾控制，除此之外，PLC還需要進行數(shù)據(jù)的采集、信息的交換等工作。濾池在過濾時必須進行恒水位過濾，以達到平穩(wěn)生產和穩(wěn)定出水品質的目的。而調節(jié)清水閥門的開度大小決定著濾池液位的高低，這就意味著在濾池系統(tǒng)的運行中，管理人員必須對該系統(tǒng)進行人工編寫，以達到濾池系統(tǒng)自動化的效果[4]。

3.4 PLC在水廠遠程操作中的應用

PLC可以對所有的設備進行實時監(jiān)測并對其進行控制，例如在PLC自動控制系統(tǒng)中，其中一個濾池的運行出現(xiàn)了故障，監(jiān)控人員就可以通過遠程控制，對該流水線進行關閉并及時派技術人員進行處理。這樣一來，可以很大程度上減少資源的浪費并保證其穩(wěn)定運行。

4.結語

在水廠自動化控制中，PLC控制技術有著很重要的作用。該系統(tǒng)較為可靠、先進，同時解決了水廠管理成本高、運行工況復雜的問題。而且，該系統(tǒng)可以根據(jù)人們不同時期的不同用水情況，運行最經濟合理的方式，有助于提高水廠的經濟效益，達到經濟運行的目的。相信在將來，PLC控制技術的功能會更加齊全，也會不斷進行完善，其在水廠自動化控制中的運用也將會越來越廣泛。

[1]楊立福.給水排水自動化技術（SCADA）綜述[J].給水排水，2013（1）∶56-57.

[2]郭鳳文.水工業(yè)自動化控制技術的發(fā)展趨勢[J].中國給水排水，2012（8）∶12-13.

[3]廖常初.可編程序控制器應用技術（修訂版）[J].重慶大學出版社，2013（12）∶25-28.

[4]黃澤強.PLC自動控制供水變頻系統(tǒng)[J].珠海水務集團有限公司，2012（1）∶23-32.