基于PLC的電氣自動化控制水處理系統(tǒng)探討

摘 要：在電氣自動化控制水處理系統(tǒng)中融入PLC技術(shù)，對管網(wǎng)壓力數(shù)據(jù)給予有效分析，在水處理過程中，水泵間能有效切換自動控制，并對數(shù)據(jù)進行合理調(diào)節(jié)，把控輸出功率，把控水管網(wǎng)恒定壓力數(shù)值?；诖耍疚膶赑LC的電氣自動化控制水處理系統(tǒng)進行了簡要分析。

關(guān)鍵詞：PLC；電氣自動化控制；水處理系統(tǒng)

中圖分類號：X703；TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）10-0092-02

Discussion on Electric Automation Control Water

Treatment System Based on PLC

YANG Tao ZHANG Tao WU Yuan

（Dasheng Microgrid Technology Co.， Ltd，Xuchang Henan 461000）

Abstract： In the electrical automation control water treatment system， the PLC technology is integrated into the pressure data of the pipe network. In the process of water treatment， the water pump can effectively switch the automatic control， and adjust the data reasonably， control the output power， and keep the constant pressure value of the water control network. Based on this， this paper briefly analyzed the electrical automation control water treatment system based on PLC.

Keywords： PLC；electrical automation control；water treatment system

隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人們的用電需求也逐年增加，因此對高性能、高規(guī)格參數(shù)的發(fā)電機的需求越來越大。與之對應(yīng)的，可編程邏輯控制器在電氣自動化控制水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來越重要。

1 PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用于電氣自動化水處理系統(tǒng)的重要性

PLC控制系統(tǒng)大多采取屏蔽及隔離的方法，所以不會受到外部因素的影響，能增強運行穩(wěn)定性，同時能保證運行的可持續(xù)性。一般狀況下，無故障運行可達到2萬h。此外，PLC控制系統(tǒng)能根據(jù)要求隨時進行編輯及更改，且能根據(jù)需求制作成不同的程序模塊，包含各種專業(yè)功能模塊。用戶能按照自身需求選取相應(yīng)的程序模塊，并組裝，進而實現(xiàn)需求指令要求或控制要求，并實現(xiàn)各種功能的有效控制。因此，在電氣自動化水處理系統(tǒng)中應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)具有非常重要的意義。

2 水處理自動控制系統(tǒng)的控制要求

通常情況下，水處理自動控制系統(tǒng)的控制要求包含兩部分，即系統(tǒng)控制、系統(tǒng)報警及保護。現(xiàn)在對這兩部分進行具體分析。

2.1 系統(tǒng)控制

水處理控制系統(tǒng)需實現(xiàn)自動及手動的高效轉(zhuǎn)化，滿足不同條件的操作要求。對于電氣自動化控制，需通過可編程的控制處理形式，依據(jù)具體狀況給予全面探討，并及時調(diào)節(jié)控制模式及工藝參數(shù)，并在手動操作過程中科學(xué)設(shè)置不同元件間的單獨操作方式。同時，系統(tǒng)運行過程中需要設(shè)置報警功能，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障并給予有效提醒，從而及時解決相關(guān)故障。

2.2 系統(tǒng)報警和保護

在此環(huán)節(jié)，需要對水處理系統(tǒng)依據(jù)水箱負荷值設(shè)置水位量，同時確保水位線保持在正常范圍內(nèi)，增強系統(tǒng)自動報警管理效果，若水箱負荷高于水位線亦或低于水位線則自動報警。同時，高壓泵需加強高壓及低壓保護功能。當水壓力高于地面開關(guān)設(shè)定值時，則轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣油Ｖ贡盟Ｊ健?/p>

3 系統(tǒng)中的PLC程序設(shè)計應(yīng)用分析

3.1 硬件設(shè)計

PLC控制站采用西門子CPU 410 SMART控制器及ET 200PA SMART系列IO模塊，有冗余及不冗余兩種解決方案。本工程中針對重要的MBR控制站采用冗余方案，其他PLC控制站采用非冗余方案。CPU 410 SMART配備有兩個獨立的PROFIBUS IO接口，標配帶防護涂層（防護級別G3），集成48MB的裝載儲存器，CPU主頻450MHz，平均處理時間110μs，最大IO尋址范圍16kB輸入/輸出。ET 200PA支持PROFIBUS總線冗余，通過兩個互為備份的接口模塊分別連接到兩個控制器下的總線中，兩個接口模塊可進行無縫切換。

3.2 軟件設(shè)計

InTouch軟件可以幫助用戶針對其工藝過程快速和輕松地開發(fā)定制的圖形畫面。利用圖形化工具來開發(fā)圖形，其中包括標準的圖形組件、ActiveX控件、位圖圖像、智能符號技術(shù)及上千種預(yù)置有工業(yè)圖形的圖形庫[1]。因此，用戶可以快速開發(fā)和部署本系統(tǒng)顯示畫面，包含系統(tǒng)中所有遠傳測量儀表的實時數(shù)據(jù)和所有遠傳設(shè)備的運行狀態(tài)，通過后臺腳本的運行制作出相應(yīng)的歷史趨勢圖及相關(guān)報表，并通過處理顯示是否報警。

3.3 上位機與下位機通信

該系統(tǒng)選用的上位機是MCGS嵌入式一體機觸摸屏，對污水處理現(xiàn)場設(shè)備運行情況進行實時監(jiān)視，同時對設(shè)備運行工作狀態(tài)進行整改控制，使用人員能實時地對各儀器工作狀態(tài)進行讀取，排除突然出現(xiàn)的設(shè)備故障及各種突發(fā)問題。下位機選用了西門子公司的S7-1200PLC作為現(xiàn)場控制設(shè)備，通過STEP7編程軟件VIA13對整個污水處理過程進行控制程序設(shè)計，根據(jù)開發(fā)商的控制要求靈活迅速地進行程序編輯。在通信過程中，用MCGS組態(tài)軟件按鈕控制PLC時，不能直接讀寫S7-1200中I輸入繼電器的值，需要用M內(nèi)部寄存器進行中間轉(zhuǎn)換，模式選擇讀寫模式即可將數(shù)據(jù)寫入S7-1200PLC中。用PLC控制MCGS中的燈時，只需在MCGS軟件中設(shè)置采集PLC中I/Q繼電器的值，模式同樣選擇只讀模式。西門子PLC與昆侖通態(tài)MCGS通訊時，在PLC編程任務(wù)優(yōu)先級。在單內(nèi)核中，只能有1個任務(wù)被執(zhí)行。μC/OS-III是一個搶占式內(nèi)核，意味著μC/OS-III總是會運行任務(wù)優(yōu)先級高的任務(wù)。另外，其職責(zé)是管理任務(wù)，協(xié)調(diào)和切換多個任務(wù)有序地占用CPU運行，多任務(wù)處理最大化CPU的功能。該設(shè)計中，任務(wù)的優(yōu)先程度由高到低為：傳感器數(shù)據(jù)接收任務(wù)。主控器解析傳感器數(shù)據(jù)任務(wù)和藍牙發(fā)送數(shù)據(jù)任務(wù)。

3.4 實現(xiàn)

在開展系統(tǒng)PLC程序設(shè)計工作中，要準確把握水箱中的實際水位。進行水位的測定工作時，需要將低浮球放入水箱中，原水箱、中間水箱及純水箱中都需要放入低浮球。如果水箱中液面在達到相應(yīng)水位時，就需要進行水位數(shù)據(jù)新高的傳輸工作，傳輸位置是控制模板，這樣做的主要目的是及時了解水箱中的實際水位情況，以便保障編程工作能有有效的數(shù)據(jù)依據(jù)，提高系統(tǒng)PLC程序設(shè)計工作的準確性。在水位測試時，若發(fā)現(xiàn)水位不能達到相應(yīng)標準，要先打開原水的電磁閥，使原水箱中的水位達到標準，使水流向原水箱中需要利用相應(yīng)的一級高壓水泵的壓力。在關(guān)閉原水電磁閥時，利用相應(yīng)的二級高壓水泵壓力實現(xiàn)水閥的關(guān)閉。

4 基于PLC的電氣自動化控制水處理系統(tǒng)質(zhì)量提升措施

4.1 增強輸入信號可靠性

在對PLC電氣自動化控制水處理系統(tǒng)進行優(yōu)化完善的過程中，要著重提升輸入信號的安全性與可靠性?？梢越Y(jié)合實際情況更新主界面控制功能模塊，使其變得更加靈敏，有效提高控制系統(tǒng)的精確率，使其能正確分析系統(tǒng)信息，并作出相應(yīng)判斷，保障水處理工作的有序開展。

4.2 重視維修與管理

基于PLC的電氣自動化控制水處理系統(tǒng)的有效實現(xiàn)，還需加強后期維護及管理，只有通過科學(xué)的維護手段，方可有效確保電氣自動化水處理系統(tǒng)的高效發(fā)揮。在此過程中，企業(yè)需建立健全水處理系統(tǒng)維護及管理相關(guān)制度，委派專人定期對PLC電氣自動化控制水處理系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備儀器等進行維修和管理，并仔細記錄維修過程和維修結(jié)果，建檔保管[2]。

5 結(jié)語

PLC系統(tǒng)程序的設(shè)計工作在電氣自動控制水處理中占據(jù)著舉足輕重的地位。在電氣自動化水處理系統(tǒng)中科學(xué)融入PLC技術(shù)能有效提升電氣整體運行質(zhì)量。在此過程中，需要加強PLC系統(tǒng)設(shè)計工作研究，設(shè)計科學(xué)的方案，然后根據(jù)相應(yīng)程序進行嚴格執(zhí)行，從而有效實現(xiàn)水處理系統(tǒng)的順利運行。

參考文獻：

[1]肖天非.基于PLC的電氣自動化控制水處理系統(tǒng)研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（8）：32.

[2]劉振鵬.基于PLC的電氣自動化控制水處理系統(tǒng)探討[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2016（35）：169-170.