PLC在自來水廠自動化系統的應用

自來水廠與人們的生活息息相關，關乎到人民群眾利益和社會發展。隨著人們生活水平的提高，對于飲水水質的要求也逐漸提高。本文主要介紹了自來水廠中PLC的應用，希望可以推動我國自來水廠的發展。

【關鍵詞】自來水廠自動化系統 PLC 應用

自來水廠的自動化系統中應用的PLC提高了自來水廠出水的水質，并且具有降低能耗和增加企業經濟效益和管理水平的優點。因此在自來水廠中的應用比較廣泛。PLC硬件的配置一般都有CPU、AI模塊、AO模塊、DI模塊、DO模塊，以及通訊和電源模塊，另外還有必須的顯示器和模塊支架等等。只有這些基本硬件配置達到最優的狀態的時候，才可以令自來水廠的自動化系統運行良好。

1 PLC的控制模式

PLC的控制模式一般可以分為三種，即三級控制模式。

（1）每一個PLC工作站根據實時監測的各類儀表數據、還有儀表參數以及設備的狀態達到一種自動控制目的。

（2）中心控制室中的工作人員需要利用計算機手動控制。

（3）在自來水廠自動化系統中的現場工作人員需要根據不同的位置分配相應的責任，需要在PLC面板、操作臺還有控制箱三個地方手動操作控制。

選擇合理的控制系統結構是自控系統穩定性，可靠性的基礎，蓮花山水廠選擇了集中管理，分布控制的集散型控制系統。便于實現中央控制室，車間就地現場三級控制。集散型控制系統最大優越性，保證系統可靠性，便于維護和管理。

2 PLC在自來水廠自動化系統中的應用

2.1 加藥基本配置

PLC控制的基本配置有單因子流動電流SCD儀和變頻器。此外在自來水廠自動化系統中的加藥系統中需要加藥計量泵、安全閥、阻尼器、穩壓閥、取樣泵、濁度儀等。而加氯系統中則需要有加氯機、減壓閥、真空調節器，還有余氯分析儀以及電磁流量計、PH計等。這些是自來水廠加藥系統正常運作的基本配置，在實際的操作過程中可能還需要更多的配置，也都會影響自來水廠出水質量。

2.2 在加藥系統中的應用

自來水廠自動化系統中的加藥系統著手應用PLC技術，可以提高自來水廠效益。不同的自來水廠所具備的經濟技術水平不同，所以要從實際情況出發對加藥系統實施自動控制技術。目前普寧蓮花山自來水廠采用的是SCD法。在整個系統運作過程中必須要將SCD控制在與設定值極為接近的范圍中，這樣才可以保證平流沉淀池中待濾濁度能夠一直在一個非常低的范圍之中，才可以令自來水廠的水質符合相應的標準。普寧蓮花山水廠加藥系統中的自控采用的是復合環控制系統。如圖1所示。

2.3 在加氯系統中的應用

自來水廠的水處理的加氯過程需要分為兩個步驟，一個是前加氯，一個是后加氯。前加氯通常情況下是運用原水流量比例投加的方式，緊接著進行的后加氯過程則需要運用復合控制投加的方式。流量比例投加的控制原理與投加率的控制息息相關。因此為了應用PLC技術，結合濾后水流量的變化如圖2所示。

還有已經設定好了的投加率來實現加氯機的控制，最終達到自動控制加氯量的目的。在這當中復合控制投加需要應用PLC將輸入的濾后水流量信號、余氯值、設定好了的余氯值這三種數據，并使用PID控制，利用PLC的輸入信號，這個信號的作用是為了更好地控制加氯機，使其形成一個閉環控制。在這個過程中余氯值會圍繞著設定值變化，因此必須保證飲用出廠水余氯游離氯在0.3-1.0PPM范圍內，這樣才會確保最終產出的自來水中的水質符合國家《生活用水飲用衛生標準》。

2.4 V型濾池

V型濾池主要設備有沖洗鼓風機、反沖洗泵、及相應氣動閥門、調節閥、超聲波液位計、PLC柜。控制運行方式有自動、中控、現場3種，在自動狀態下，PLC根據濾層阻塞程度和沖洗周期，判斷濾池是否滿足沖洗條件，PLC自動輸出信號，關閉進水閥，打開慮后調節閥，降低水位，以免浪費水資源，達到最低時，打開排水閥：

（1）啟動鼓風機，打開相應閥門，進行氣洗。

（2）再啟動沖洗泵，打開相應閥門，進行氣水反沖洗。

（3）關閉鼓風機及相應閥門，最后進行水洗。濾池的恒水位控制，自動反沖洗以及故障保護，全由PLC自動完成。

2.5 送水泵站

送水泵站主要設備有送水泵、液控蝶閥、高低壓配電以及相應設備保護及繼電保護、PLC柜、出廠水在線檢測儀表，泵站根據出廠水的壓力來調整送水泵的臺數。

2.6 在中控室計算機監控系統中的應用

中控室監控計算機采用的操作系統應當與每一個PLC主站之間形成資源共享，利用Ethernet通訊聯絡可以實現這一目的。在每一個PLC主站之間一旦有了通訊網絡便可以實現操作本站設備的目的。監控軟件應當選擇比較適合，蓮花山水廠使用的是FIX系統，這一軟件具有良好的人機界面，具有強大的功能，還可以滿足動畫鏈接的需求，總的來說比較直觀。

3 結束語

PLC技術在自來水廠自動化系統中的應用確實可以提高效率，降低能耗。

參考文獻

[1]林潔.PLC控制在水廠自動化控制中的運用[J].科技風，2011（09）

[2]陳研斌.PLC在水廠自動化控制中應用[J].工業儀表與自動化裝置，2014（09）.

作者簡介

陳榮彬（1977-），男，大學專科學歷。副廠長，電氣助理工程師。研究方向為自動化在水廠中水處理應用與實踐。

作者單位

廣東省普寧市蓮花山自來水廠 廣東省普寧市 515300