基于PLC的電氣自動(dòng)化控制水處理系統(tǒng)探究

羅國(guó)俊 廖偉良

杭州水處理技術(shù)研究開發(fā)中心有限公司 浙江杭州 310000

1 PLC應(yīng)用于電氣自動(dòng)化控制水處理系統(tǒng)常見問題

PLC 是 programmable logic controller 的簡(jiǎn)稱，即可編程邏輯控制器，可以通過該技術(shù)對(duì)工業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬和編程以達(dá)到提升工業(yè)環(huán)境安全的目的[1]。PLC可以在水處理系統(tǒng)中滿足電氣自動(dòng)化控制需要，由于水處理操作較繁瑣，再加上現(xiàn)有控制手段較單一、傳統(tǒng)，極易產(chǎn)生控制問題，最終影響水處理系統(tǒng)運(yùn)行效果。從某種程度上來講，這為PLC提供了廣闊空間，PLC對(duì)比于傳統(tǒng)繼電器，具有良好的編程優(yōu)勢(shì)，能夠滿足自動(dòng)監(jiān)控需要，最終實(shí)現(xiàn)低成本、低能耗、高效率的工作目標(biāo)。但對(duì)比于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)PLC正處于應(yīng)用初期階段，并且應(yīng)用期間存在些許問題，這也是PLC設(shè)計(jì)工作改進(jìn)的必然要求，下文針對(duì)常見問題大致總結(jié)，以便為設(shè)計(jì)策略制定提供依據(jù)。

1.1 控制精度有待提高

PLC長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用，如果線路檢修工作不到位，或者機(jī)械故障養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，極易影響控制精度，導(dǎo)致信息片面接收，進(jìn)而決策有效性會(huì)大大降低。一旦PLC 應(yīng)用作用得不到全面發(fā)揮，則線路接觸點(diǎn)的接觸狀態(tài)不能準(zhǔn)確反映，進(jìn)而會(huì)對(duì) PLC接下來的操控產(chǎn)生影響，最終水處理工作目標(biāo)延時(shí)、低效完成，并且水處理流程被迫中止。

1.2 維修養(yǎng)護(hù)效果較差

PLC使用企業(yè)為實(shí)現(xiàn)短期經(jīng)濟(jì)效益，集中精力處理設(shè)備故障，相對(duì)來講，設(shè)備質(zhì)量監(jiān)控、防范工作形式化推進(jìn)，意味著PLC電氣自動(dòng)化控制水處理系統(tǒng)未及時(shí)檢測(cè)，并且相關(guān)設(shè)備低效管理，這在一定程度上會(huì)增加設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)，影響系統(tǒng)運(yùn)行效果，導(dǎo)致水處理系統(tǒng)質(zhì)量逐漸降低。

1.3 運(yùn)行過程有待完善

水處理系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，PLC極易受到外界電磁干擾，并且設(shè)備自身故障幾率較高，如果運(yùn)行過程中的問題未及時(shí)預(yù)防，那么PLC指令傳輸效果達(dá)不到預(yù)期要求，存在信息丟失、信息延時(shí)傳遞等現(xiàn)象，進(jìn)而指令操作會(huì)錯(cuò)誤顯示，最終系統(tǒng)穩(wěn)定性會(huì)受到不利影響。

2 電氣自動(dòng)化控制水處理系統(tǒng)中PLC應(yīng)用技巧以及設(shè)計(jì)策略

2.1 應(yīng)用技巧

PLC應(yīng)用期間，應(yīng)盡可能為其提供良好的工作環(huán)境，因此，優(yōu)選適合的工作方法，一般來講，屏蔽方法和隔離方法能夠有效抵御外部干擾，確保PLC系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。與此同時(shí)，PLC系統(tǒng)支持編程自動(dòng)調(diào)整，并且程序模塊隨之變化，全面滿足客戶需要，實(shí)現(xiàn)指令控制目的。從中能夠看出，電氣自動(dòng)化控制水處理系統(tǒng)有技巧的應(yīng)用PLC，具有迫切性和重要性。水處理系統(tǒng)運(yùn)行過程中，應(yīng)滿足自動(dòng)與手動(dòng)轉(zhuǎn)化的基本要求，運(yùn)用PLC控制系統(tǒng)，既要有依據(jù)的調(diào)節(jié)控制模式，以及工藝參數(shù)，又要處理好元件間操作方式，合理設(shè)置報(bào)警功能，針對(duì)性處理已有故障處理方案。對(duì)于系統(tǒng)報(bào)警以及系統(tǒng)保護(hù)環(huán)節(jié)，運(yùn)用PLC控制系統(tǒng)，有序調(diào)節(jié)水處理系統(tǒng)水箱負(fù)荷值，據(jù)此準(zhǔn)確設(shè)置水位量。PLC系統(tǒng)合理安裝自動(dòng)警報(bào)裝置，一旦出現(xiàn)水位限定范圍超出現(xiàn)象，則警報(bào)會(huì)立即啟動(dòng)，工作人員根據(jù)警報(bào)提示做出系列操作。

2.2 設(shè)計(jì)策略

2.2.1 硬件設(shè)計(jì)

PLC控制系統(tǒng)的控制器以及模塊的型號(hào)，解釋方案包括兩種，第一種即適用于PLC控制站的非冗余方案，第二種即適用于MBR控制站的冗余方案。PLC控制系統(tǒng)接口數(shù)量為兩個(gè)，裝載存儲(chǔ)器容量為MB，平均處理時(shí)間為100us，其中，接口間能夠順利切換。

2.2.2 軟件設(shè)計(jì)

用戶需求不相一致，用戶借助WINCC、軟件制定圖形畫面，呈現(xiàn)差異化水處理工藝流程，接下來根據(jù)圖形建立圖像庫(kù)，并準(zhǔn)確標(biāo)記智能符號(hào)。此外，用戶能夠根據(jù)畫面顯示，直觀操作測(cè)量設(shè)備，動(dòng)態(tài)監(jiān)督設(shè)備狀態(tài)，同時(shí)，繪制相應(yīng)趨勢(shì)圖，并制作相關(guān)報(bào)表。

2.2.3 通信及實(shí)現(xiàn)

PLC系統(tǒng)上位機(jī)為一體式觸摸屏、工控機(jī)或高配置計(jì)算機(jī)等，上位機(jī)主要負(fù)責(zé)水處理系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，動(dòng)態(tài)掌握設(shè)備運(yùn)行情況，并制定合理的整改措施，針對(duì)狀態(tài)信息及時(shí)記錄，以便為故障設(shè)備處理提供依據(jù)。下位機(jī)主要為現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備，工作人員利用編程軟件有目的的設(shè)計(jì)控制程序，同時(shí)，全面考慮控制要求，確保程序編輯目標(biāo)及時(shí)實(shí)現(xiàn)[2]。通信過程中，利用組態(tài)軟件動(dòng)態(tài)控制PLC，并借助中間轉(zhuǎn)換順利調(diào)整讀寫模式，例如，操控氣動(dòng)閥門時(shí)，全面獲取繼電器值，并設(shè)置讀寫模式。PLC系統(tǒng)運(yùn)行期間，針對(duì)性協(xié)調(diào)多個(gè)任務(wù)，充分發(fā)揮任務(wù)處理功能，確保數(shù)據(jù)信息高效、全面?zhèn)鬏敗LC運(yùn)用于電氣自動(dòng)化控制水處理系統(tǒng)，準(zhǔn)確把控水箱水位，通過觀察浮球、液位開關(guān)、雷達(dá)液位計(jì)、液位變送器等狀態(tài)完成水位測(cè)定工作。同時(shí)，細(xì)致觀察水箱液面與水位間的關(guān)系，為真實(shí)掌握水位情況，為編程工作提供真實(shí)、有效數(shù)據(jù)，最后利用控制模板完成數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，從整體上提高PLC程序準(zhǔn)確性。如果產(chǎn)水水位未達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)應(yīng)保證程序運(yùn)行，起到達(dá)到高液位值，完成正常的停機(jī)程序，關(guān)閉相關(guān)設(shè)備，停止制水流程。

2.3 PLC控制系統(tǒng)質(zhì)量提升措施

一方面，全面優(yōu)化PLC電氣自動(dòng)化控制水處理系統(tǒng)，確保輸入信號(hào)的穩(wěn)定性和安全性，同時(shí)，結(jié)合具體情況創(chuàng)新界面控制功能模塊，從整體上提高系統(tǒng)準(zhǔn)確性和可操控性，確保系統(tǒng)信息全面、準(zhǔn)確分析，促進(jìn)水處理工作有序推進(jìn)、順利開展。另一方面，重視PLC 系統(tǒng)維修及養(yǎng)護(hù)，在這一過程中，運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)以及專業(yè)手段管理水處理系統(tǒng)，并建立健全水處理系統(tǒng)管理方案，委派專人監(jiān)控相關(guān)設(shè)備，提高設(shè)備以及儀器維修質(zhì)量。與此同時(shí)，記錄設(shè)備、儀器檢修記錄以及各方面水處理運(yùn)行數(shù)據(jù)，專門成立維修管理檔案，以便為接下來系統(tǒng)維護(hù)工作提供借鑒。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電氣自動(dòng)化控制水處理系統(tǒng)以 PLC 為基礎(chǔ)進(jìn)行創(chuàng)新，不僅符合當(dāng)前科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新需要，而且還能創(chuàng)新水處理系統(tǒng)操控方式，確保水處理系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行，從整體上提高系統(tǒng)工作效率，大大降低水處理系統(tǒng)故障幾率。此外，PLC 控制系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)全面發(fā)揮，這對(duì) PLC 系統(tǒng)大范圍推廣有積極意義。此外，我國(guó)應(yīng)主動(dòng)向發(fā)達(dá)國(guó)家借鑒先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合具體情況，探索 PLC 系統(tǒng)應(yīng)用技巧，最終合理化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，做好系統(tǒng)維修養(yǎng)護(hù)工作，這對(duì)水處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行有積極作用。