水厂中PLC自动化控制应用

水厂中 PLC自动化控制应用

许会通

广东科创工程技术有限公司 广东省东莞市 523808

摘要：随着自动化技术的进步，PLC技术在水厂中得到广泛应用，有效解决了水质改善的问题。本文概括阐述PLC自动化控制技术，并探讨其应用于水厂的自动加药、加压站、滤池三个环节的相关内容，结合实例总结了PLC系统在水厂中的应用，为后续的PLC自动化控制研究提供参考依据。

关键词：水厂；PLC技术；自动化控制；应用

PLC作为一种应用于各行各业可编程的存储器，一般运行逻辑运算单元、计数和定时等指令，通过指令控制各种机械设备。随着经济的逐步发展，为了解决水质污染问题，将这种数字运算控制系统应用于工业环境中，由于其具有运行速度快、编程易、可靠性强等特点，作为污水处理广泛推广的一种技术，有效降低维护成本，提高水厂的供水质量，节约了资源，满足城乡居民的供水需求，促进水厂的长久发展。

1. PLC自动化控制概括

1.1 PLC自动化控制工作原理

PLC为可编程逻辑控制器，被广泛应用于工业控制，为了保证其实际运行效果，需要根据水厂的实际情况制定设计方案。当前阶段的水厂自动化控制系统一般由PC端和逻辑控制器组成，还配置数据采集系统、自动集散控制系统等。PLC和计算机在运行方式的区别较大，PLC一般通过一定的计算方式处理由外部设备的状态或者人为给定的外部指令，多采取循环扫描方式；计算机采取指令等待的运行方式，即扫描仪器输入或者外部键盘输入。PLC自动化控制通过DI信号和DO信号基于硬件和程序处理数据信息的基础上进行变换和控制实现，为了实现自动化控制，需要保证输入信号处于现场干扰环境下也能正常工作，一般采取计算机结构进行系统电路设计，通过控制器实现控制输出信号的最大化^[1]。

PLC自动化控制运行的原理：根据水厂实际的需求，下载好PLC已编辑的软件程序，CPU读取主程序，调用系统所需要的终端、通讯程序等子程序，当最后一个程序执行完毕后，系统自动返回首个程序，重新开始，形成一个循环。

1.2水处理的控制分析

水厂一般通过自动化技术实现水处理的整个过程，采用不同的自动化元件在水厂的不同环节，综合控制整个控制系统，这些控制元件包括自动感应仪器、自动检测仪器、变送装置和间接测量器具。随着智能技术、信息技术被广泛应用于各行各业，PLC系统的出现可以直接进行目标流量的输出，依靠流量泵进行自动化调节，将输出信号输入PLC系统中，简化控制水流的系统，从而实现整个水处理系统的全自动化，投入更多的、全新的自动化设备，提高水厂的水处理速度，加强水厂的供水效率，实现居民高水平生活质量。

2.水厂 PLC 自动化控制应用

2.1 PLC 控制自动加药

对水厂的污水进行处理时，通过PLC技术运行自动加药系统控制仪表力量和收集流动电流等信号。基于收集和处理这些采集的信号，从而对用药量进行判断，再通过计量泵控制加药量。根据当前的水厂实际情况来看，基于水厂的技术和经济条件，只能通过SCD实现PLC对加药系统的控制功能，不同的情况采用的源水参数也各不相同，一般将源水流量作为前馈变量，自动加药后，取适量水样检测其SCD值，根据游动电流和沉淀浊度检测的方式对水质的具体情况进行反映。在加药的控制系统中，通常将几种数据作为参考，需要二次检测加入絮凝剂的水质，通过变频器控制加药泵，比对标准值再对加药量进行调整，确保水质清洁的前提下，将沉淀池的浊度控制在标准范围内，尽量减少药物的使用^[2]。

2.2 PLC在出水加压站的应用

水压在水厂向外部输送的过程中是处于变化的状态，管道内部的压力损失一般是由于不同时刻供水量的不同而出现变化，越大的压力损失往往供水量越大。通常情况下，为了满足大多数用户对水压的要求，需要设置多个测试点进行实时测试，一旦出现水压不足的情况，需要提高水压保证用户需求。对处理好的水进行升压处理，一般采取PLC自动化控制系统以减少成本支出、人员浪费和保证加压站的安全性，提高PLC系统自动化的水平。加压站中的PLC控制单元一般分为信号柜、执行器柜、计量柜和可编程控制器等，信息的收集依靠计量柜和信号柜，控制各个设备借助执行器的实施，控制的方式包括就地控制、自动控制和联合控制等。PLC对加压站的出水水压、流量、水位等监视对象进行监视，一旦出现异常情况，通常为了指标的正确，采取一些紧急措施并发出警报，只有在系统正常运行、电源电压、水位达到相应要求的情况下，才能启动PLC系统，由于温度过高、电压不稳或者断电等情况会引起PLC系统发生自动关闭的情况。为了避免PLC系统机组电能损耗，通常需要提高加压站的机组的自动化水平，保证系统运行的安全。PLC应用于出水口中，一般通过采集输出端的水压，在保证正常供水压力的前提下，根据相应的算法对送水泵所需要的输出水压进行自动调节，从而保证出水口的水压达到一定的数值，确保运行设备的安全性和减少能源的消耗

^[3]。2.3 PLC自动化控制在滤池中的应用

滤池的控制最关键是针对恒水位和冲洗的控制，相比步骤过于复杂的人工操作，只有采用PLC技术才能更好的清洁滤池。PLC系统多应用于滤池主站设计，其中包括滤池反冲洗、过滤等监控面，滤池中设置水头损失仪器和超声波水位计，对滤池是否出现阻塞、液位进行准确判断，从而确定相关参数，调控阀门开度，确保滤池在过滤过程中始终保证在恒水位。滤池实现自动化控制是反冲洗、过滤等结合PLC控制系统，对反冲洗、过滤程序进行强化。通过PLC自动化控制采集滤池运行过程中的各项损失，通过相应的计算后，需要采取恒水位过滤。PLC系统自动判断清洗的可行性，再执行清晰命令，为了保证控制效果，需要在控制台安装排水阀、气冲阀，同时还要实时监控滤池阻塞、水位等情况，确保其满足自动化要求。值班人员通过中控室计算机掌控水厂的实际情况，通过远程遥控清洗滤池，一旦发现问题，第一时间安排专员排除故障。

3.PLC自动化控制应用实例分析

某地区的水厂自动化控制采用ABLogix5561系列PLC，该系统具有稳定的性能、扩展性能好，为了子系统之间实现信息交流的通畅，一般需要针对工业总线进行设置。PLC系统通过组态画面全面监控水厂的工艺流程，通过脉冲池和综合滤池工艺进行监控，详细展现泵阀启停状态和过滤前后的水质数据等；二泵房对出水泵房的设备、生产运行的实际情况进行监控，将记录的相关数据转化为图形；通过配电系统对设备电压、功率、温度等参数进行监测，一般根据记录的监测数据制定的趋势图或数据列表对水厂生产现状进行实时状况。根据相关研究表明，运行PLC系统的水厂大大降低了能源的消耗，有效改善了水质的控制效果，极大程度提高了水厂的经济效益^[4]。

结束语:

经济快速进步促进技术的发展，自动化控制技术正逐步应用于各行各业中。当前社会，由于工业的发展和人们环保意识的提高，深刻认识到水资源的重要性，因此，水质处理的技术也提出更高的要求。PLC自动化控制应用于水厂的自动加药、加压站、滤池等环节中，更好地保障水厂的供水需求，有效节约资源和提高水厂的经济效益、社会效益。

参考文献:

[1]侯晨芳.电气自动化控制系统在水厂中的应用分析[J].中国新技术新产品,2019(24):107-108.

[2]温晓峰.刍议PLC在自来水厂自动化系统中的运用[J].电脑与电信,2016(Z1):101-103.

[3]黄卫忠.PLC自动化控制系统在水厂中的应用[J].自动化应用,2018(06):42-43.

[4]曾德鹏.PLC在自来水厂自动化控制系统中的应用[J].现代物业(中旬刊),2018(04):32.