PLC在自來水廠自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用

自來水廠與人們的生活息息相關(guān)，關(guān)乎到人民群眾利益和社會(huì)發(fā)展。隨著人們生活水平的提高，對(duì)于飲水水質(zhì)的要求也逐漸提高。本文主要介紹了自來水廠中PLC的應(yīng)用，希望可以推動(dòng)我國自來水廠的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】自來水廠自動(dòng)化系統(tǒng) PLC 應(yīng)用

自來水廠的自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用的PLC提高了自來水廠出水的水質(zhì)，并且具有降低能耗和增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和管理水平的優(yōu)點(diǎn)。因此在自來水廠中的應(yīng)用比較廣泛。PLC硬件的配置一般都有CPU、AI模塊、AO模塊、DI模塊、DO模塊，以及通訊和電源模塊，另外還有必須的顯示器和模塊支架等等。只有這些基本硬件配置達(dá)到最優(yōu)的狀態(tài)的時(shí)候，才可以令自來水廠的自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行良好。

1 PLC的控制模式

PLC的控制模式一般可以分為三種，即三級(jí)控制模式。

（1）每一個(gè)PLC工作站根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測的各類儀表數(shù)據(jù)、還有儀表參數(shù)以及設(shè)備的狀態(tài)達(dá)到一種自動(dòng)控制目的。

（2）中心控制室中的工作人員需要利用計(jì)算機(jī)手動(dòng)控制。

（3）在自來水廠自動(dòng)化系統(tǒng)中的現(xiàn)場工作人員需要根據(jù)不同的位置分配相應(yīng)的責(zé)任，需要在PLC面板、操作臺(tái)還有控制箱三個(gè)地方手動(dòng)操作控制。

選擇合理的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是自控系統(tǒng)穩(wěn)定性，可靠性的基礎(chǔ)，蓮花山水廠選擇了集中管理，分布控制的集散型控制系統(tǒng)。便于實(shí)現(xiàn)中央控制室，車間就地現(xiàn)場三級(jí)控制。集散型控制系統(tǒng)最大優(yōu)越性，保證系統(tǒng)可靠性，便于維護(hù)和管理。

2 PLC在自來水廠自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 加藥基本配置

PLC控制的基本配置有單因子流動(dòng)電流SCD儀和變頻器。此外在自來水廠自動(dòng)化系統(tǒng)中的加藥系統(tǒng)中需要加藥計(jì)量泵、安全閥、阻尼器、穩(wěn)壓閥、取樣泵、濁度儀等。而加氯系統(tǒng)中則需要有加氯機(jī)、減壓閥、真空調(diào)節(jié)器，還有余氯分析儀以及電磁流量計(jì)、PH計(jì)等。這些是自來水廠加藥系統(tǒng)正常運(yùn)作的基本配置，在實(shí)際的操作過程中可能還需要更多的配置，也都會(huì)影響自來水廠出水質(zhì)量。

2.2 在加藥系統(tǒng)中的應(yīng)用

自來水廠自動(dòng)化系統(tǒng)中的加藥系統(tǒng)著手應(yīng)用PLC技術(shù)，可以提高自來水廠效益。不同的自來水廠所具備的經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平不同，所以要從實(shí)際情況出發(fā)對(duì)加藥系統(tǒng)實(shí)施自動(dòng)控制技術(shù)。目前普寧蓮花山自來水廠采用的是SCD法。在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)作過程中必須要將SCD控制在與設(shè)定值極為接近的范圍中，這樣才可以保證平流沉淀池中待濾濁度能夠一直在一個(gè)非常低的范圍之中，才可以令自來水廠的水質(zhì)符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。普寧蓮花山水廠加藥系統(tǒng)中的自控采用的是復(fù)合環(huán)控制系統(tǒng)。如圖1所示。

2.3 在加氯系統(tǒng)中的應(yīng)用

自來水廠的水處理的加氯過程需要分為兩個(gè)步驟，一個(gè)是前加氯，一個(gè)是后加氯。前加氯通常情況下是運(yùn)用原水流量比例投加的方式，緊接著進(jìn)行的后加氯過程則需要運(yùn)用復(fù)合控制投加的方式。流量比例投加的控制原理與投加率的控制息息相關(guān)。因此為了應(yīng)用PLC技術(shù)，結(jié)合濾后水流量的變化如圖2所示。

還有已經(jīng)設(shè)定好了的投加率來實(shí)現(xiàn)加氯機(jī)的控制，最終達(dá)到自動(dòng)控制加氯量的目的。在這當(dāng)中復(fù)合控制投加需要應(yīng)用PLC將輸入的濾后水流量信號(hào)、余氯值、設(shè)定好了的余氯值這三種數(shù)據(jù)，并使用PID控制，利用PLC的輸入信號(hào)，這個(gè)信號(hào)的作用是為了更好地控制加氯機(jī)，使其形成一個(gè)閉環(huán)控制。在這個(gè)過程中余氯值會(huì)圍繞著設(shè)定值變化，因此必須保證飲用出廠水余氯游離氯在0.3-1.0PPM范圍內(nèi)，這樣才會(huì)確保最終產(chǎn)出的自來水中的水質(zhì)符合國家《生活用水飲用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。

2.4 V型濾池

V型濾池主要設(shè)備有沖洗鼓風(fēng)機(jī)、反沖洗泵、及相應(yīng)氣動(dòng)閥門、調(diào)節(jié)閥、超聲波液位計(jì)、PLC柜。控制運(yùn)行方式有自動(dòng)、中控、現(xiàn)場3種，在自動(dòng)狀態(tài)下，PLC根據(jù)濾層阻塞程度和沖洗周期，判斷濾池是否滿足沖洗條件，PLC自動(dòng)輸出信號(hào)，關(guān)閉進(jìn)水閥，打開慮后調(diào)節(jié)閥，降低水位，以免浪費(fèi)水資源，達(dá)到最低時(shí)，打開排水閥：

（1）啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，打開相應(yīng)閥門，進(jìn)行氣洗。

（2）再啟動(dòng)沖洗泵，打開相應(yīng)閥門，進(jìn)行氣水反沖洗。

（3）關(guān)閉鼓風(fēng)機(jī)及相應(yīng)閥門，最后進(jìn)行水洗。濾池的恒水位控制，自動(dòng)反沖洗以及故障保護(hù)，全由PLC自動(dòng)完成。

2.5 送水泵站

送水泵站主要設(shè)備有送水泵、液控蝶閥、高低壓配電以及相應(yīng)設(shè)備保護(hù)及繼電保護(hù)、PLC柜、出廠水在線檢測儀表，泵站根據(jù)出廠水的壓力來調(diào)整送水泵的臺(tái)數(shù)。

2.6 在中控室計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

中控室監(jiān)控計(jì)算機(jī)采用的操作系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)與每一個(gè)PLC主站之間形成資源共享，利用Ethernet通訊聯(lián)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)這一目的。在每一個(gè)PLC主站之間一旦有了通訊網(wǎng)絡(luò)便可以實(shí)現(xiàn)操作本站設(shè)備的目的。監(jiān)控軟件應(yīng)當(dāng)選擇比較適合，蓮花山水廠使用的是FIX系統(tǒng)，這一軟件具有良好的人機(jī)界面，具有強(qiáng)大的功能，還可以滿足動(dòng)畫鏈接的需求，總的來說比較直觀。

3 結(jié)束語

PLC技術(shù)在自來水廠自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用確實(shí)可以提高效率，降低能耗。

參考文獻(xiàn)

[1]林潔.PLC控制在水廠自動(dòng)化控制中的運(yùn)用[J].科技風(fēng)，2011（09）

[2]陳研斌.PLC在水廠自動(dòng)化控制中應(yīng)用[J].工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置，2014（09）.

作者簡介

陳榮彬（1977-），男，大學(xué)?？茖W(xué)歷。副廠長，電氣助理工程師。研究方向?yàn)樽詣?dòng)化在水廠中水處理應(yīng)用與實(shí)踐。

作者單位

廣東省普寧市蓮花山自來水廠 廣東省普寧市 515300