污水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)中PLC的應(yīng)用探討

于瀧

（大慶油田慶南工礦服務(wù)公司東湖二分公司，黑龍江 大慶 163000）

污水泵站在城市的發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，但是，一些城市中的污水泵站控制方法還是比較傳統(tǒng)、單一，對(duì)污水泵站進(jìn)行操作還需要大量的人員，污水泵站的管理水平、運(yùn)行效率、自動(dòng)化水平、智能化水平已經(jīng)不能滿足新時(shí)期發(fā)展的需求，污水泵站的自動(dòng)化控制改造迫在眉睫。PLC是一種重要的可編程控制器，主要的作用就是利用編程對(duì)自動(dòng)化管理進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)污水處理成本的降低，污水泵站工作效率的提升，PLC技術(shù)隨著科技的不斷發(fā)展取得了很大的進(jìn)步，城市污水泵站自動(dòng)化系統(tǒng)中PLC的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)也越來(lái)越明顯。

1 PLC概述及特點(diǎn)分析

PLC是可編程邏輯控制器的縮寫(xiě)，在自動(dòng)控制方面有著十分重要的作用，屬于自動(dòng)控制系統(tǒng)中的一種微型計(jì)算機(jī)。隨著我國(guó)科技的不斷發(fā)展，PLC的功能也越來(lái)越完善，在眾多的領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為各個(gè)領(lǐng)域中自動(dòng)化控制系統(tǒng)的核心設(shè)備。下面我們對(duì)PLC的幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析和介紹。

1.1 穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)

自動(dòng)控制穩(wěn)定性是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵性能，PLC的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制具有良好的穩(wěn)定性，PLC的生產(chǎn)制作工藝相對(duì)復(fù)雜，一些比較復(fù)雜的現(xiàn)代化集成電路融入其中，同時(shí)，內(nèi)部的電路還具有較強(qiáng)的抗干擾能力，避免對(duì)PLC集成電路產(chǎn)生影響，PLC還具有自我診斷能力，一旦發(fā)生故障就能第一時(shí)間進(jìn)行報(bào)警，避免PLC出現(xiàn)較大故障影響其正常運(yùn)行。

1.2 功能完善，適應(yīng)性強(qiáng)

PLC最早開(kāi)發(fā)于20世紀(jì)70年代，目前，PLC在十幾年的不斷發(fā)展中，已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用在不同的自動(dòng)化控制場(chǎng)合，功能也在不斷地完善和創(chuàng)新。PLC的優(yōu)勢(shì)就在于其將強(qiáng)大的邏輯處理能力和良好的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力結(jié)合在一起，廣泛地應(yīng)用在數(shù)字控制行業(yè)中。同時(shí)，PLC的功能越來(lái)越完善，越來(lái)越強(qiáng)大，在各個(gè)行業(yè)的自動(dòng)化控制中得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。目前，PLC在位置控制、溫度控制領(lǐng)域應(yīng)用的比較多，取得的效果比較明顯，同時(shí)，PLC因?yàn)槠鋸?qiáng)大的通信能力，也應(yīng)用在了人機(jī)界面技術(shù)上，PLC因?yàn)槠浔旧砹己玫倪m用性，因此，在各個(gè)領(lǐng)域的控制系統(tǒng)中都能靈活應(yīng)用。

1.3 簡(jiǎn)化了自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，更加便于維護(hù)

PLC將傳統(tǒng)的接線邏輯進(jìn)行淘汰，改用存儲(chǔ)邏輯，自動(dòng)控制設(shè)備外部大量的接線工作得到了有效的緩解，簡(jiǎn)化了整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，大大降低了控制系統(tǒng)建設(shè)成本，建設(shè)的任務(wù)量也實(shí)現(xiàn)降低，在對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行日常維護(hù)的時(shí)候，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)的更加簡(jiǎn)化，其維護(hù)和管理也更加方便。

2 污水泵站的控制要求

污水泵站的主要組成包括進(jìn)水閥門(mén)、變壓器、進(jìn)水渠道、除污機(jī)、機(jī)器間、控制室、集水井等。污水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)中PLC的應(yīng)用，主要起到了對(duì)其監(jiān)控管理的作用，主要的監(jiān)控管理為以下幾點(diǎn)：（1）對(duì)格柵除污機(jī)首先設(shè)定相應(yīng)的動(dòng)作值，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到格柵前后出現(xiàn)液位差就會(huì)自動(dòng)切割，實(shí)現(xiàn)格柵上附著的污物被及時(shí)清理；（2）污水泵中PLC控制方式主要對(duì)閥門(mén)位置、電網(wǎng)情況、水位情況、污水量等數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)投入及切出操作；（3）污水泵在管理過(guò)程中通過(guò)應(yīng)用CRT彩色顯示，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)管理，根據(jù)污水泵的實(shí)際情況，指示燈會(huì)呈現(xiàn)熄滅或點(diǎn)亮的狀態(tài)，一旦出現(xiàn)故障，就會(huì)第一時(shí)間在CRT顯示屏幕上顯示出來(lái)并進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)，還具有及時(shí)記錄工況和打印報(bào)表的功能；（4）一般情況下，我們將中心控制室建立在水質(zhì)凈化中心，工作人員將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)參數(shù)利用無(wú)線數(shù)碼機(jī)傳輸?shù)街行目刂剖?，同時(shí)，中心控制室將指令發(fā)出，操作人員接收到控制室發(fā)出的指令開(kāi)始執(zhí)行操作。

3 污水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)中PLC的應(yīng)用

我們主要從兩個(gè)方面對(duì)污水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)中PLC的應(yīng)用進(jìn)行探討，分別為PLC在污水泵站軟件設(shè)計(jì)上應(yīng)用和PLC在污水泵站硬件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

3.1 PLC在軟件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（1）格柵池控制。格柵池的啟動(dòng)運(yùn)行十分敏感，一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)參數(shù)的變化，格柵就會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)運(yùn)行的現(xiàn)象。在這種特征的影響下，格柵池在污水泵站自動(dòng)化控制中一定要具有一定的高性能，工作人員一定要十分熟悉和了解格柵池的運(yùn)行狀況和工作原理，避免出現(xiàn)格柵池運(yùn)行不到位的現(xiàn)象，一旦格柵池停止運(yùn)行，后期污水處理工作就會(huì)受到很大的影響。同時(shí)，工作人員對(duì)格柵池的運(yùn)行模式也要十分了解，根據(jù)實(shí)際情況選擇最佳的運(yùn)行模式，如果運(yùn)行模式選擇錯(cuò)誤，就會(huì)造成控制負(fù)擔(dān)，格柵池的運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。要想有效解決以上問(wèn)題，PLC發(fā)揮著重要的作用，PLC可以實(shí)現(xiàn)對(duì)格柵池準(zhǔn)確、高效的控制，污水泵站的運(yùn)行過(guò)程中如果是格柵池的誤動(dòng)，也不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響，工作人員只需要第一時(shí)間關(guān)閉格柵池即可。同時(shí)，格柵池還可以利用監(jiān)控機(jī)完成遠(yuǎn)程操作、集中監(jiān)控的功能。（2）集水池控制。集水池的水位高低在一般情況下與污水泵站的運(yùn)行狀況有著密切的聯(lián)系，集水池的選擇模式主要分為正常模式、雨天模式、暴雨模式三種。正常模式下是PLC自動(dòng)控制，集水池可以在“正常-白天”與“正常-夜間”之間自動(dòng)切換。如果是雨天模式或者暴雨模式，需要人工進(jìn)行控制，通常情況下，只預(yù)留一臺(tái)污水泵作為備用，其他的污水泵都要開(kāi)啟工作狀態(tài)，進(jìn)入污水處理中，避免大量污水對(duì)處理效率產(chǎn)生影響。泵數(shù)確定的控制問(wèn)題是集水池控制過(guò)程中首要解決的問(wèn)題，泵數(shù)一定要控制在科學(xué)合理的范圍內(nèi)，根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行加泵或者減泵，實(shí)現(xiàn)集水池處理質(zhì)量處于最佳狀況。加泵或減泵的操作流程如下所示：根據(jù)實(shí)際的集水池水位，污水泵會(huì)將信號(hào)傳輸?shù)絇LC中，PLC接收信號(hào)后進(jìn)行分析，將結(jié)果傳輸?shù)娇刂浦行摹LC在加泵的情況下會(huì)開(kāi)啟無(wú)故障的污水泵，PLC在減泵的情況下會(huì)關(guān)閉運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的污水泵。PLC在對(duì)污水泵進(jìn)行加泵、減泵控制過(guò)程中，我們需要注意的是，污水泵起動(dòng)間隔時(shí)間需要大于20s，因?yàn)檫@樣可以有效避免那些處于集中運(yùn)行的污水池對(duì)集水池的信息傳輸產(chǎn)生干擾。（3）運(yùn)行設(shè)置。污水泵運(yùn)行設(shè)置中應(yīng)用PLC后，可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置的更加準(zhǔn)確無(wú)誤，污水泵運(yùn)行設(shè)置中主要分為以下幾種：①白天設(shè)置。兩組格柵在PLC的控制下可以實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)行，同時(shí)，格柵的啟動(dòng)可以利用對(duì)液位差的控制來(lái)完成，充分地發(fā)揮出兩組格柵在PLC控制下的自動(dòng)化優(yōu)勢(shì)，PLC在白天的模式下可以實(shí)時(shí)對(duì)污水泵的啟動(dòng)、關(guān)閉進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)最大數(shù)量的啟動(dòng)運(yùn)行泵；②夜間設(shè)置。夜間模式設(shè)置與白天模式設(shè)置相比較只是參數(shù)上的差異，其他基本一致；③暴雨設(shè)置。進(jìn)水裝置在暴雨設(shè)置下是呈現(xiàn)關(guān)閉狀態(tài)，同時(shí)，降低污水泵水位參數(shù)。PLC在暴雨模式下會(huì)對(duì)水位進(jìn)行控制，一般在標(biāo)準(zhǔn)下。PLC如果檢測(cè)到水位已經(jīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)線，就會(huì)對(duì)污水泵進(jìn)行關(guān)閉；④雨天設(shè)置。系統(tǒng)的進(jìn)水裝置在水田由PLC自動(dòng)控制，一般是關(guān)閉狀態(tài)，完全關(guān)閉后按照相應(yīng)的流程打開(kāi)進(jìn)水閥。

3.2 PLC在硬件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

PLC在硬件設(shè)計(jì)中應(yīng)用范圍也比較廣，其中比較重要的是自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件設(shè)備上的應(yīng)用，例如，自動(dòng)控制壓力計(jì)量器、潛水設(shè)備等，污水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)中CPU是其核心，而PLC可以實(shí)現(xiàn)對(duì)CPU的主動(dòng)控制，CPU在PLC的控制下，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)之間的相互連接，同時(shí)，我們不斷地完善和創(chuàng)新污水處理模塊，實(shí)現(xiàn)污水處理效率的進(jìn)一步提升；污水泵站中控制設(shè)備的啟動(dòng)、關(guān)閉等都可以通過(guò)PLC進(jìn)行自動(dòng)控制，同時(shí)還能實(shí)時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行狀況，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題，根據(jù)水泵端的實(shí)際情況，PLC可以自主地選擇最佳通道達(dá)到對(duì)約束差分模擬量的目的。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)以上的研究和分析，PLC是一種穩(wěn)定性高、抗干擾能力強(qiáng)、功能強(qiáng)大、適應(yīng)力強(qiáng)的微型計(jì)算器，城市污水自動(dòng)控制系統(tǒng)中PLC的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了污水泵站運(yùn)行質(zhì)量和工作效率的進(jìn)一步提升，隨著科技的不斷發(fā)展進(jìn)步，PLC的功能會(huì)越來(lái)越完善，越來(lái)越強(qiáng)大，在污水泵站中發(fā)揮的作用也越來(lái)越大，是實(shí)現(xiàn)污水泵站日常維修成本節(jié)約的重要措施，為企業(yè)創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)價(jià)值。