淺談水廠自動化的PLC控制

顧惠斌

（江蘇思圣環保設備有限公司,江蘇 宜興 214214）

PLC以其眾多的優勢取代了繼電器，能夠實現邏輯運算、順序控制、定時、計數、運算等強大的功能，利用數字化的輸入、輸出來對機械設備進行控制。自來水廠的生產中引入PLC控制，極大地提高了生產效率。PLC控制能夠進行故障自檢，出現問題發出警報，確保生產過程的安全性。

1 水廠自動化控制系統

配電系統、出水泵房、沉淀池以及濾池等的自動化控制共同組成了水廠自動化控制系統，水廠的實際生產情況由控制室的計算機系統來監測和控制，以下詳細介紹水廠自動化系統的功能：

（1）顯示功能。自動化系統的顯示功能包括機械運行狀態以及主要生產參數的顯示，并通過趨勢圖展現某些重要參數的變化情況。

（2）報警功能。在生產過程中，如果設備運行出現異常，該系統能夠及時檢測并發出報警，并顯示出具體的報警信息和畫面，存儲在數據庫中可以打印查看。

（3）控制和操作功能。在授權情況下，中控室有權限對生產中的機械設備和進行干預和控制，還可以設定和修改PLC的參數和分控站的程序等。

（4）管理數據庫功能。自動化控制系統能夠建立生產數據庫和事故數據庫，生產數據庫用于生產數據的儲存和分析，事故數據庫用于事故的記錄。

（5）處理數據庫功能。通過對數據庫的統計、分析和處理得到生產指標，監控生產情況。

（6）輸出和打印報表功能。為水廠提供和各類所需報表。

（7）通訊功能?？傉{度室發出相應的指令后可獲取中控室的所有信息，便于即時通訊。

（8）WEB服務器的建立。通過建立WEB服務器來實現生產信息的共享。

2 水廠水處理流程

自動化控制系統的應用是為了實現水廠生產過程的自動化，不同水廠所采用的生產工藝和設備不同，但是水的處理流程大體一致。通常水廠水處理流程為：取水、制藥、加藥、混凝、沉淀、過濾、消毒和送水。

胡泊、河流、地表水和地下水等是水廠水的主要來源，在通過水泵抽取的水中存在著大量的雜質，所以要經過一定的處理措施后才能作為飲用水提供給用戶。經過凈化處理的水去除了原來存在的懸浮物、膠體以及細菌等危害人類健康的有害成分，為人們的生產生活提供合格的水源。水廠取得水源后按照實際的生產需要采用合理的生產工藝，根據工藝參數等條件科學進行混凝劑的配制，在水中加入這些混凝劑和氯氣等起到殺菌消毒的作用。此時水與藥劑充分混合后會出現顆粒狀的凝體，此過程成為混凝。由于氫氧化鋁具有較強的吸附作用，利用鋁元素的這一化學性質有助于促進雜質和懸浮物等聚結，因此三氯化鋁、硫酸鋁等成為水廠常用的水處理藥劑，它們在水中電離出鋁粒子，使不易沉淀的雜質顆粒等形成絮粒狀，這些絮狀體在重力作用下在水中形成沉淀，使其與水分離。沉淀的過程在沉淀池中進行，經過混凝的水會被引流到沉淀區，再將其合理分配到指定區域，從出口區流出，沉淀下來的絮狀物留在沉淀池中。沉淀經過長時間不斷的堆積和濃縮堆積了大量污泥，所以需要利用石英砂等具有孔隙的顆粒物將它們排除過濾，并利用濾料層的粘附性使水中的懸浮顆粒被攔截，水中的細小雜質、細菌、有機物等，水得到了進一步的凈化。但是此過程中由于石英砂等濾料層中吸附了大量的雜質，所以需要對其進行清洗。

水經過過濾后還要做消毒處理，清除水中殘余的細菌病毒等，達到更好的凈化效果、最后將處理好的水存于清水池匯中。

3 PLC 控制在水廠自動化控制的應用

3.1 通過PLC能夠實現開關量的邏輯控制

開關量的邏輯控制是PLC控制最基本的功能，對水廠的自動化控制影響十分廣泛。傳統的繼電器使用過程復雜，而PLC能夠通過簡便的操作實現繼電器的功能，完成對邏輯控制、順序控制以及單個設備的控制。此外，在多個水廠生產流水線中，加礬、加氯等操作也可由PLC進行自動化控制。

3.2 PLC的模擬量控制

溫度、流量、壓力、液位等是不斷變化的模擬量，要想對這些連續變化的模擬量進行編程控制，就要實現模擬量與數字量的相互轉換，即A/D轉換和D/A轉換。通常PLC控制系統都會配置有配套的轉換模塊，模擬量可在編程控制器的作用下進行控制。上述模擬量的閉環控制被稱為過程控制，過程控制可由PLC編制的控制算法程序來完成。大中型PLC配置有PID模塊，PID調節法在閉環控制系統中的應用十分廣泛。

3.3 PLC的數據處理

目前的PLC都能實現數學運算、輸送數據、排序、查表等操作，并且具備采集、分析和處理數據功能。這些數據能夠與存儲器中的數據作比較，或者將數據傳送到其他智能裝置。

3.4 通信及聯網

隨著水廠自動化水平的提高，PLC間的通信或者其他智能設備間的通信得以實現，PLC廠商都研發出自己的網絡系統，提高PLC的通信水平。

4 結束語

PLC在水廠中的眾多功能以及獨特的優勢在水廠自動化控制中得到了普遍的應用，隨著科技的發展和自動化水平的提高，PLC將在水廠生產中發揮越來越重要的作用。

[1]劉玉芹，劉敬文.PLC 在長治污水處理廠中的應用[J].中國儀器儀表,2005(09).

[2]黃輝.PLC技術在水廠的應用[J].水利工程,2011.

[3]劉賢,梁慧敏,李國良,王稚惠.基于模型的設計在PLC控制系統開發中的應用[J].電氣自動化,2014-03-30.