淺談PLC技術在水廠自控系統中的應用

常 超

（佛山市順德區科力給排水工程發展有限公司,廣東 佛山 528300）

近些年來，各個城市的供水都是一個老大難問題，且隨著自來水廠規模的不斷擴大擴建，各種控制設備、技術都開始有所應用，PLC控制系統技術的應用尤其明顯。PLC控制技術的應用給自來水廠帶來巨大的經濟效益和社會效應同時，技術人員應注意總結其特點及其優缺點。而所謂的PLC控制技術，是指利用專門在工業環境下應用和設計的數學運算操作電子裝置，來對自來水廠的水質及其他數據進行監控，并執行相關的調節命令。PLC控制技術可在一定程度上減輕工人們的體力以及生產效率，并極大程度提高設備的耐用度及可靠性。本文就PLC控制技術在自來水廠自控系統中的應用進行了論述，以期達到技術探討之目的。

1 自來水廠PLC的配置

自來水廠的PLC系統硬件配置常有CPU、AI模塊、AO模塊、DI模塊、DO模塊、通訊模塊、電源模塊、顯示器、模塊支架、2KWUPS等[1]。

配置PLC自動化控制系統的部位主要是水廠的取水泵站、加藥站、加氯站、凈化間站、送水泵站、變電所、控制室及監控系統。

水廠PLC系統用集散型控制方式，可使各分站間用通訊母線聯接起來，極具可靠性，且可實現數據資料共享，達到計算調節、順序和最佳控制之目的。

2 PLC技術在水廠各分站中的應用

2.1 取水泵站的PLC技術應用

（1）檢測參數:流量、溫度、原水進水閥開度、原水PH值、濁度、原水進水閥超限位報警、原水進水閥故障報警、原水進水閥限位開關。（2）主要作用：可將原水泵及吸水井的運行狀態、各種運行參數輸送給監控計算機；并能接收與執行來自監控計算機的命令。

2.2 加藥加氫的PLC技術

（1）檢測參數:溶液池液位連續檢測、溶解池、超高位報警;計量泵開停、高低位、計量泵手/自動、計量泵故障、計量泵變頻裝置頻率檢測、計量泵沖程檢測、計量泵變頻裝置故障檢測、計量泵變頻裝置手/自動;攪拌器開停、故障等。（2）主要作用：將加藥泵、加氯設備、藥池等的運行狀態、運行參數輸送給監控計算機，并接收與執行來自監控計算機的命令。

2.3 公共沖洗的PLC技術

（1）檢測參數:反沖洗水泵開停、故障、手/自動;反沖洗水泵電流;出口閥開關狀態、故障狀態、手/自動;反沖洗鼓風機開停、故障、手/自動;出口閥開關、故障、手/自動;出口旁路閥開關、故障、手/自動;反沖洗水流量。（2）主要作用：實現主站與子站之間用FIPWAY網絡連接，且主站與子站從系統上互為后備，濾池的運行與反沖程序編寫在子站內。這樣做的目的可讓系統更安全，而濾池的控制系統電纜線卻很少，非常方便檢修。

2.4 沉淀池PLC技術

（1）檢測參數.沉淀池水位、SCD、沉淀后濁度、沉淀池分管進水閥開關位置限位、沉淀池分管進水閥開關狀態、沉淀池分管進水閥手/自動狀態、沉淀池分管進水閥故障狀態;排泥機運行/停比狀態、排泥機前進/后退、排泥機手/自動、排泥機故障等。（2）主要作用：根據生產需要啟用/停用沉淀池;且根據污泥濃度開關或時間周期進行決定是否需要排泥，以及接收并執行來自監控計算機的命令

3 PLC技術的控制原則

（1）根據PLC的I/O模塊，以及PLC自控設備，都可以通過機旁控制箱進行手/自動轉換，并可在PLC站的OP面板上實現遠程機旁控制箱、PLC站OP上和中控室中進行三點自由控制。（2）PI,C站的OP上都可以顯示跟設置現場操作過程所涉及的自動控制相關設備、儀表等運行數據以及上下限報警值，并且這些數據都可以通過網絡傳送給中控室的監控計算機，而中控室計算機也可通過網絡控制各個自動控制設備等。（3）任何一個PLC站都設置2個復位按鈕(包括警鈴復位按鈕和故障復位按鈕)、1個警鈴和1個故障指示燈。當自控設備出現故障時，可由該PLC站的警鈴、故障燈進行報警。且在弄清原因，清除故障后，才能通過該站的OP、和中控室監控計算機復位才能重新運行設備。如果沒有復位故障報警，那該自控設備無法繼續啟動。

4 性能分析

（1）可靠性、穩定性和壽命周期。PLC系統的設計須滿足工業等級要求，符合國內、國際的安全標準。且須易配置、接線、維護、隔離性好，結構堅固，抗腐蝕，并能適應較寬的溫變范圍。另外，系統還須具有良好的電磁兼容性，可承受較為惡劣的工業環境，實現平均壽命15年以上。（2）先進和經濟性。該系統具有完整的自我診斷功能，可在系統運行過程自動診斷任意部件的故障，且能夠在監控軟件中及時、準確地反映出來其故障狀態、故障時間、故障地點等相關信息。在系統故障發生后，I/O的狀態可以返回系統預先設置的狀態。系統可便捷、準確地控制生產各個環節的運行，較好的節約了人力資源，大大提高了生產效率。（3）擴展性和兼容性。本系統采用目前較為先進的產品，具有較強的兼容特性。為保證今后的擴建和改造時能夠滿足控制要求，該系統在設計時已充分考慮其擴展性，并在滿足現有功能外，預留20%的系統冗余。

5 PLC技術在自來水廠中的應用發展方向

電子計算機的執行能力是極少出現偏差錯誤的，而生活中的很多細致而枯燥的工作正是需要這樣的執行能力。因此可以說，PLC技術在各個領域中的應用是勢不可擋的發展方向，自來水廠管理方面也不例外。在不久的將來，自來水廠的很多工作將由電子計算機來執行與控制，操作與管理人員所做的工作只是對電子計算機的硬件與軟件系統進行維護與保養，這可大大節約了人力物力的投入，又能很好地提高自來水廠的自凈化能力，有效避免人員操作所帶來的二次污染。同時電子計算機能夠更好的分析計算水廠的各個參數，因此可比人類更好的應對不同淡水凈化問題。因此，可以預見的是，PLC技術將在自來水控制工程中的應用大有發展空間。

6 結束語

隨著PLC技術在水廠自控系統中的應用越來越普遍，可使水廠自控系統朝生產信息采集、信息集成和信息傳遞，且與企業的生產水質監控、生產工藝調度、自動投加藥方向發展。應積極促使水廠在生產、營銷和辦公等方面應用計算機軟件技術，全面優化企業生產技術，從而形成比較規范的、現代的信息化管理系統。

[1]劉建順，趙嵐光，董潔等.水廠PLC自控系統分析與設計[J].電氣應用，2007(05):324-327.

[2]盛宴. 論自來水廠中的PLC自控技術的運用[J].現代商貿工業，2008(03):167-170.