基于PLC的電氣自動化控制水處理系統(tǒng)探討

劉振鵬

摘要：隨著我國社會的不斷發(fā)展和科技的飛躍進步，人們的生活水平得到了明顯的改善，因此對于水處理系統(tǒng)的要求也逐漸增多，有關部門和單位應該對其加以重視。文章基于PLC的電氣自動化控制水處理系統(tǒng)進行分析，并對其出現(xiàn)的問題提出相關建議和策略。

關鍵詞：PLC技術；電氣自動化；控制系統(tǒng)；水處理系統(tǒng)；水泵電機 文獻標識碼：A

中圖分類號：TP273 文章編號：1009-2374（2016）35-0169-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.35.082

通常狀況下，可以在水處理系統(tǒng)中充分運用PLC技術，這樣既能保證在多臺水泵電機中的自動停止以及啟動系統(tǒng)正常運行，又能使得水泵控制系統(tǒng)運用到自動控制系統(tǒng)當中。當然，一些壓力傳感器也能夠極好地使電信號傳輸?shù)脚c其對應的控制模塊中，并根據(jù)實際情況對水泵進行操作或者控制，這樣就可以保證水處理系統(tǒng)高效平穩(wěn)地運行。

1 我國水處理市場當前的局勢

伴隨著我們國家社會經濟的發(fā)展以及城市建設的飛躍進步，水處理方面在我們國家的生產生活中扮演著越來越重要的角色。水處理系統(tǒng)的先進程度和技術水準是決定一個國家生產水平和物質文化生活的重要指標之一。我們國家進入21世紀以來，社會的生產力和物質文化水平不斷提高，然而我們國家的經濟發(fā)展耗費了大量的自然資源，同時對生態(tài)環(huán)境也造成了一定程度的影響。現(xiàn)如今對于我們國家來說，水處理技術仍然處于十分落后的狀態(tài)。例如，在水凈化方面的一些化學軟化、離子交換除鹽或者消毒處理等方式與其他發(fā)達國家相比仍然存在著很大的差距，并且還伴隨著消耗過量資源與破壞環(huán)境的代價。應該及時做好環(huán)保工作，強化水處理技術研究、降低水處理對環(huán)境的影響、有效控制污染源等工作是當前水處理研究工作的重中之重。只有不斷在水處理技術方面取得研究和創(chuàng)新，我們國家才能更加高效地緩解在水處理環(huán)境當中出現(xiàn)的不良影響。

2 PLC的相關研究分析

2.1 PLC的特性研究

PLC技術主要是一種基于可編程存儲器，依照相應的程序指令和模擬或者數(shù)字輸入輸出狀況來針對各種類別的設備或者生產生活進程進行控制的邏輯控制技術。其主要特點包含以下四點：第一，PLC的接口通常比較簡化，易于顯現(xiàn)。相應的工作人員可以快速地理解其系統(tǒng)的使用方式，并且將其進行運作。同時其操作指令或控制指令都比較簡單，具有很好的兼容性，適合在一些不同類型的電器控制狀況下應用。第二，PLC能夠及時地進行自我調整系統(tǒng)容量，依據(jù)實際的運作來確定其大小，對于一些大型的PLC而言，它們的運行速率超快，容量極大。而對于小型的PLC來說，其耗能與體積相對較小，安裝起來也極為便利。第三，PLC在設計之初運用了抗干擾技術，而且還擁有一定的預警能力，它的應用范圍相對較大，適用能力很高，通常可以滿足不同類型用戶的需求；第四，在PLC維護方面，應用了存儲邏輯性的設計方式，這就讓PLC的控制系統(tǒng)和設備外在連接時，所耗費的時間極大的降低，從而給系統(tǒng)維護工作提供了極大的便利。

2.2 PLC的應用研究

企業(yè)在進行生產過程當中，水處理的工藝進程經常是復雜多變的，特別是針對化學水的處理，經常需要運用繼電器對其程序進行相應控制。因為在安裝時其接線方式特別繁瑣，所以修改程序就會變得極為復雜，給其維護工作帶來很大的麻煩。一旦水處理系統(tǒng)的設備出現(xiàn)老化或者系統(tǒng)的工作量繁瑣，就會使得該處理系統(tǒng)的可靠性較低。為了針對繼電器控制方面所存在的不足做出相應改變，通常都會利用PLC對其程序進行相應控制，這樣就會使得水處理系統(tǒng)當中存在的相關問題得到有效的緩解。

由于PLC存在編程較為簡單、使用比較方便、可靠性能較高、外界因素環(huán)境影響較低等特征，所以PLC可以被大范圍推廣運用，在水處理系統(tǒng)當中，利用PLC電器自動化控制技術，會給水處理系統(tǒng)帶來及時的控制與檢測，這樣會有效提高水處理的功效，降低耗能，進而促使水處理系統(tǒng)持續(xù)高效發(fā)展。

3 水處理系統(tǒng)的相應控制規(guī)定

在水處理系統(tǒng)中我們需要根據(jù)實際需求對其進行控制與運用，其控制規(guī)定主要包含有報警保護體制、操作方法以及控制要求等多個方面。在系統(tǒng)控制方面：第一，要求系統(tǒng)的控制包含有自動和手動兩種方式，而且這兩種方式之間還必須具有互相轉換的功能。其自動控制方式通常采取的是可編程的控制系統(tǒng)；第二，系統(tǒng)控制還必須能夠對相應的工藝參數(shù)和控制方式進行適時的調整；第三，進行手動操作時，可以使得每個單元能夠擁有獨立的操作能力，比如自動閥門；第四，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障時要能夠發(fā)出預警；第五，在該系統(tǒng)當中還要求一些數(shù)據(jù)參數(shù)能夠充分顯示，這有利于及時掌握設備的運轉狀態(tài)。

在報警以及保護系統(tǒng)方面：第一，對于純水箱、中間水箱以及原水箱水位方面一旦超過其設定值要能夠及時發(fā)出高液位預警，使得相應單元終止工作狀態(tài)；第二，一旦水位低于中設計值，要能夠使中液位預警保障相應單元正常工作；第三，在純水箱、中間水箱以及原水箱的水位小于其設定值時，報警系統(tǒng)要能夠按時發(fā)出低液位預警并要求其水泵停止出水；第四，如果進水壓力小于抵壓開關的設計值，要能夠進行水位高信號顯示；第五，一旦水泵出現(xiàn)故障，要能夠及時處理并預警。在操作方式方面：手動方式通常進行緊急處理和維修，從而保證生產生活正常用水。

4 電氣系統(tǒng)的相關控制進程

如果接觸器KM1A通電，在反洗水泵上的工作預警指示信號就會出現(xiàn)預警，一旦該常開點出現(xiàn)閉合狀態(tài)，反洗水泵就會進行星型運動，而且時間繼電器KT1會進入延時通電狀態(tài)，如果時間繼電器關閉且常閉點也斷開，那么反洗水泵上的三角形狀態(tài)就會啟動。KM1B以及KM1C兩者是相互封閉的關系，反洗水泵會進行過載，相應的指示燈也會做出響應。當循環(huán)的水泵1進行工作的時候，與其緊密聯(lián)系的接觸器KM2會及時通電，如果KM2斷開點關閉時，循環(huán)水泵1則會及時運行，而且相應的指示燈也會工作。如果循環(huán)水泵1處超負荷狀態(tài)時，熱繼電器FR2會及時工作，一旦其常開點閉合，循環(huán)水泵1就會停止工作，相應指示燈也會出現(xiàn)響應。當循環(huán)水泵2進行工作的時候，與其聯(lián)系的接觸器KM3會及時通電，同時KM3的斷開點關閉，循環(huán)水泵2的工作預警燈會做出響應并工作。如果循環(huán)水泵超負荷狀態(tài)的時候，相應的熱繼電器FR3會及時工作，同時上面的斷開點會關閉，閉合點也會做出斷開指令響應。如果循環(huán)水泵2暫停工作，上面的超負荷預警燈就會相應打開。如果接觸器KM2或KM3保持工作狀態(tài)時，那么上面的常開點會及時關閉，同時繼電器KA1也會進行工作。

5 PLC電氣自動化控制處理系統(tǒng)存在的不足

5.1 控制時常出現(xiàn)錯誤

控制系統(tǒng)中可能會出現(xiàn)線路老化，自然破壞、人為破壞所造成的設備問題等眾多因素使傳送信號線路出錯進而給控制方面帶來影響。如果出現(xiàn)這種情況，PLC控制系統(tǒng)則不能接收到有關信息，缺乏正確的判斷，進而給水處理系統(tǒng)的運行帶來影響。一旦PLC控制系統(tǒng)缺乏了有效運行，就不能保證生產進程得到可持續(xù)運行，進而降低了水處理系統(tǒng)的工作性能。例如：在操作車間如果電動閥門或者電磁開關等設備沒能進行正常的打開或者關閉狀態(tài)，就會嚴重地影響到相關數(shù)據(jù)的收集以及傳輸效率。同時PLC系統(tǒng)缺乏了正常的信號接收性能或者是接收到了出錯的信息，這會給整個系統(tǒng)的正常運行帶來極大的影響。

5.2 執(zhí)行過程存在缺陷

當我們在水處理系統(tǒng)操作流程當中，會發(fā)現(xiàn)執(zhí)行錯誤階段出現(xiàn)差錯的主要原因是，控制負載的接觸器接觸不良、控制負載的接觸器之間缺乏嚴密性、電磁干擾，這就會使得PLC所發(fā)出的動作指令不能夠正確地傳送到執(zhí)行端口，進而使得PLC控制系統(tǒng)在應用中不能達到預想的技術要求。通常狀況下電動閥可能會出現(xiàn)開關接觸不嚴或者松動等狀況，這就會使得相應的控制系統(tǒng)不能正常運行。此外還有其他因素，例如：由于外力可能會導致控制變頻器出現(xiàn)損壞或者相關設備的自身質量問題等故障，也會給控制系統(tǒng)帶來一定影響。

5.3 管理與維護工作的重視程度不夠

現(xiàn)如今，由于對相關設備的管理與維護方面缺乏足夠的重視，所以會給給水處理系統(tǒng)帶來一系列嚴重的影響，隨著社會經濟的迅速發(fā)展，對于水處理系統(tǒng)的要求也越來越嚴格，這就使得PLC電氣自動化控制設備始終處于高負荷運行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)長時間運行的情況就會給設備帶來超負荷問題。就現(xiàn)在而言，一些企業(yè)或者單位對于水處理系統(tǒng)的管理工作認識不夠到位，很多領導者沒能及時安排相應的工作人員對其設備進行檢修。這就會使得設備可能存在隱患，進而影響水處理工作的正常運行，因此應該及時提高管理和維護工作人員的責任意識和技術水準。

6 PLC電氣自動化控制水系統(tǒng)的相關策略

第一，強化PLC系統(tǒng)相關信號的準確性，在水系統(tǒng)的實際運行進程當中，只有充分保障了控制系統(tǒng)中的相關設備或者零件的準確性，才能夠避免由于設備本身的原因所造成的信號出現(xiàn)錯誤問題。此外，強化信號的準確性還可以降低整個系統(tǒng)的錯誤率，提升其靈敏度，這樣可以保障系統(tǒng)自身對信息的傳送做出精確的判斷，進而保證系統(tǒng)的正常工作；第二，充分保障PLC電氣系統(tǒng)的預警功能，強化水系統(tǒng)當中相關設備的預防措施，嚴格按照有關管理體系執(zhí)行相關操作，強化其預警功能使其性能更加人性化，逐步搭建起智能化網(wǎng)絡一體化的故障預警體制，才能充分保障對于整個水處理系統(tǒng)的科學管理和有效監(jiān)督；第三，逐步提升相關管理和維護人員的綜合素養(yǎng)，可以通過相關的技能培訓使其不斷創(chuàng)新，進而擁有更多的實踐型和高技能型人才。

7 結語

總而言之，基于PLC的電氣自動化控制管理水處理系統(tǒng)對人們生活水平的改善是十分重要的。有關部門和單位可以從PLC系統(tǒng)信號的準確性、PLC系統(tǒng)的預警功能以及相關人員的綜合素養(yǎng)等因素加大投入力度，進而使得企業(yè)的水處理水平得到明顯的改善，使企業(yè)能夠長遠的發(fā)展。

參考文獻

[1] 史廣睿，劉琳琳.電氣自動化控制技術在污水處理廠曝氣量控制的應用[J].黑龍江科技信息，2014，（35）.

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（責任編輯：小 燕）