PLC自動化控制系統在水廠中的應用分析

羅錦

摘要：在城鎮化建設中，自來水處于不可或缺的地位，居民的生活生產與自來水的供應密不可分。自來水廠“中，供水系統主要工作在于凈化水質、沉淀雜質、保障穩定供水。隨著科技的進步，自動化控制技術在自來水廠中的應用取得了長足發展，其中PLC自動化控制系統的應用為自來水廠的科技化發展提供了穩定可靠的保障。文中首先分析了水廠：中PLC自動化控制系統的各項功能與目前應用存在的制約性問題，并針對這一技術的應用展開討論。

關鍵詞：自來水廠;自動化控制;PLC技術

中圖分類號：TP273

文獻標識碼：A

文章編號：2095-6487（2019）03-0086-02

0引言

PLC技術的應用逐漸取代了傳統繼電器控制模式，通過自動化技術的聯合可實現邏輯控制與復雜順序控制。對于自來水廠而言，可實現對主要機械設備的完善性控制，實現運算、計數、定時、順序控制、邏輯運算等多項功能，將傳統機械設備控制模式逐漸替換為數字化技術模式，對信息輸出輸入速度、工作效率以及設備運行穩定性起到基礎保障。PLC控制系統具有可靠性高、抗干擾能力強、程序編制簡單、使用方便的優勢，在自來水廠中可實現廣泛的自動化控制，與智能化儀器設備以及物聯網技術聯合下可為自來水廠的科技化發展增添動力。

1PLC自動控制系統的功能

1.1通訊功能

通過一對一專線聯系中控室以及總調度室，可實現信息的實時傳輸。在實時通信下保障信息與數據的有效溝通與傳遞，屬于基礎的功能類型”。除此之外，基于網絡PLC系統還可實現實時信息共享。

1.2顯示功能

自動控制系統能夠清楚顯示主要機械設備的運行狀態，并將其狀態以指標形式表示，方便管理者及時察覺異常。在生產過程中可顯示主要工藝參數，方便管理者及技術人員全面掌握與了解生產過程，從而在自來水廠“主要設備參數的調節上有針對性的操控與調整。

1.3報警功能

自來水廠涉及到的機械設備類型較多，一旦出現異常往往會導致一條生產線的癱瘓，因此報警功能尤為重要。在PLC自動控制系統下，一旦出現問題，即參數值超出預定范圍并偏離允許范圍，報警系統會自動通知相關人員并給出具體的畫面與報警信息類別，方便技術人員第一時間解決[2]。另外，所有報警信息均會在數據庫中存檔，以便于后期整理分析。

1.4數據庫管理功能

自來水廠中PLC系統建立了事故數據庫與生產數據庫，對重要數據進行收集、整理、存儲、記錄、使用以及分析[8]。存在工作需求時，系統能夠自動調用數據庫中的相關信息提取數據并妥善整理，讓數據庫真正實現動態化積累。

1.5自我操控功能

現如今自來水廠使用的PLC自動化系統可在一定程度上實現自我操作與自我控制，由中央控制室發出指令，對處于生產流程環節中的機械設備進行控制與調整，并對分控站程序以及PLC系統相關參數重新設定。

1.6輸出及打印功能

PLC自動化控制系統可將生產過程中的各項數據與信息整理分析后直接輸出，并通過報表形式打印，為技術人員及管理者提供更準確且便于閱讀的數據依據。

2PLC自動化控制系統存在的問題

目前我國中大型自來水廠基本引入了PLC自動化控制系統，但在水廠實際運作過程中仍存在部分問題。如在自來水廠實施自動化改造和自動化設計期間，自動化控制系統的真正優勢并未充分體現，自來水生產的節能性、可靠性、穩定性尚有提升空間。在設計過程中深度不足，并未由上而下的統一調度，導致部分自動控制關鍵環節存在邏輯性錯誤，部分自來水廠由于未充分利用自動化系統，而最終造成設備閑置，資源及資金浪費。同時，不少國內自來水廠在自動化上并未實現整體性應用，其原因在于兩點。首先為技術限制，目前自動化控制系統大多需從國外引進，通訊限制以及產品兼容性問題對自動化控制的進程產生的阻礙。其次為管理水平方面，我國自來水廠的管理水平與生產工藝尚未達到國際領先程度，而PLC自動化控制系統很大程度上需要專業技術人員加以操控。由于技術不足、管理限制，導致部分設備仍延續著手動控制模式，可能對其生產鏈前后環節的自動化有所影響，導致無法真正實現自動化管理。

3PLC控制系統的應用

3.1檢測水質

PLC自動化控制下，自來水廠可實現對水質的自動化檢測，其設備包含液位傳感器、電磁流量計、耗氧量分析儀、二氧化氯分析儀、污濁度儀、壓力傳感器、游動電流儀、氨氯分析儀、酸堿儀。檢測技術包含溫度檢測、水位檢測、流量檢測、壓力檢測、化學分析、電極感應。檢測內容含有耗氧量檢測、氨氯含量檢測、游動電流檢測、濁度檢測、酸堿值檢測等。在PLC自動化技術控制下，各項檢測均能夠自行完成，并將異常數據以警報形勢展現。采用通訊制度模式提供準確流量信號，實現精細化控制。

3.2自動調整藥量

自來水廠對污水的處理需要通過藥物來凈化水質，在PLC系統下自動加藥控制可通過對在線儀表流量的接收、對游動電流的分析、對濁度信號的處理來自動調節藥量。不同時間段下，水的酸堿值、渾濁程度、流量存在明顯差異性，在PLC系統下可通過沉淀濁度檢測、游動電流檢測來反映水體狀態，實現智能化加藥，增強反應水絮凝效果。在加入絮凝劑處理后會二次檢測，通過沉淀水濁度檢測或絮凝反應檢測，對比標準值，再由PLC系統計算藥量最佳值，從而在保障沉淀效果達到相關標準的前提下減少藥量。

3.3恒壓變頻控制

在自來水廠向外輸送的配水管網中必須強調壓力的有效控制，根據供水量的不同，壓力實際損失量存在差異性，供水量越大、壓力損失越大。為了實現節能降耗的發展需求并滿足用戶用水的水壓要求，必須在不同測試點根據出水壓力、出水量調節相應參數。在PLC自動控制系統下，送水泵站按照出水口需求調節出水壓力，對出水壓力信號予以采集，并根據程序算法對送水泵的運行頻率加以調節，從而達到穩定供水的效果，以免頻繁開機停機增大能源消耗量并保障穩定供水。

3.4過濾池自動控制

在自來水廠中過濾池的自動控制關鍵環節在于沖洗控制以及恒水位控制。傳統操作中采用人工方式在繁瑣的操作下耗費大量人力資源，若水廠規模擴大，其過濾池的數量必然會增加，若仍延續人工沖洗模式將明顯提升勞動強度。在PLC自動控制模式下，系統通過模塊設計可實現對過濾池的全自動沖洗及過濾操作，在無人值守下同樣可完成工作。通常一至兩名管理者或技術人員即可，極大節約了人力成本。在PLC系統下，濾池自動控制系統的運行可自動采集水位及水頭損失，根據恒水位自動調節出水閥并過濾。當濾池運行達到水頭損失設定值或沖洗周期設定值時會自動發出指令進行沖洗，同時也可由技術人員或值班人員手動調節發出沖洗指令。鼓風機、反沖洗泵在自動化控制下先后作業，沖洗完成后自動投入過濾。

4結束語

自來水廠的PLC自動化控制技術現如今尚處于發展階段，智能化發展是自來水廠的必然趨勢，需充分發揮PLC系統優勢及性能，為供水的穩定性、安全性打好基礎。

參考文獻

[1]周晨濤.PLC在自來水廠“自動化控制系統中的應用[J].現代制造技術與裝備，2017（2）：167-168.

[2]王經緯.淺談電氣自動化控制系統在水廠中的應用[J].綠色環保建材，2017（4）：122.

[3]唐湘濤，諸海川.PLC在水廠預處理中的應用[J].儀器儀表用戶，2018，25（2）：22-25.