PLC技术应用于成套环境保护专用设备的电气自动化控制设计研究

PLC技术应用于成套环境保护专用设备的电气自动化控制设计研究

赵金锋

天津金泰盛世石化设备有限公司  天津市  300350

摘要：在成套环境保护专用设备中，主要包括环境污染防治专用设备、资源综合利用设备及相关监测仪器等，这些设备对环境保护工作有重要的作用。随着科技的进步，环境保护专用设备也相应进行改造升级，特别是当前电气自动化技术快速发展，应对积极引入先进的技术对其进行优化，确保设备稳定运行，进而更好地发挥出其应有的作用。基于此，本文以电气自动化控制技术中具有代表性的PLC技术为例，重点对这一技术在环境保护专用设备的自动化控制中的应用进行分析研究，以供参考。

关键词：环境保护专用设备；电气自动化控制；PLC技术

引言

环境保护专用设备在我国环境保护工作中有着非常重要的作用，随着科技的进步，目前我国环保设备在技术层面也有了加大的突破，其中自动化控制技术与环保设备的结合，使得环保设备能够有效处理环境污染问题的同时，避免工作人员直接接触污染物，保障了工作人员的安全，这对促进我国环保事业发展有积极意义。

PLC全称为可编辑逻辑控制器，最早是应用于制造工业领域，随着其不断发展，其应用范围也越来越广泛，加之具有稳定可靠、功能齐全、维护方便、成本低等优势，因此有良好的应用前景。如果能将PLC技术应用在成套环境保护专用设备设计制造中，可使环保设备兼具多种自动化功能，这对提高环保工作效率、提高设备应用水平、保证数据真实性及降低环保投入成本等均有积极的作用。

1 环境保护专用设备电气自动化控制的要求

1.1现场设备智能化、自动化

    在环境保护专用设备使用过程中，除了要很好地完成现场环境自动监测工作以外，还需要确保监测内容与传输内容的同步性、及时性。监测内容及监控设备运行状态，需及时上传至员工系统中便于员工对相关数据进行提取和分析研究。因此，环境保护专用设备的智能化与自动化开发设计，对提高工作效率、提高环保效率以及保证环保事业稳定发展有积极影响。

1.2完善中心站工作

    中心站是环境保护专用设备重要的组成部分，其功能主要为预测、决策以及远程管理。为进一步提高环境保护专用设备的自动化控制管理水平，还需对中心站功能进行完善，如增设数据采集、数据处理、预警防控等功能。

1.3信号传输

    信号传输是设备自动化的核心所在，对企业来说，环境保护专用设备的自动化控制管理，可通过现场总线来控制，系统对现场设备数据采集。但对环保部门来说，这一方式不太现实。现阶段我国信息技术，如PLC技术，可为远程信号传输提供技术支持。

2 PLC技术应用的意义

2.1可提高环保工作效率

    在环境保护专用设备自动化控制设计中，通过应用PLC技术，可一定程度提高环保工作的效率。以污染源监测设备为例，以往污染源监测设备是对每个污染源进行采样、数据分析等，工作内容较多且复杂，难以有效提高工作效率。加上各个地方的污染源较多，使得环保部门与单位要投入大量的物人力、物力、财力，才能很好地满足污染源监测的需求。而随着科技的进步，PLC技术的应用，只需要在污染源监测设备中安装自动监控系统便可实现实时监控，还能够根据监控内容进行数据分析、传输以及自动生成污染状况统计数据等。有助于减轻环保人员的工作量，提高环保工作效率，也有助于保证工作人员的安全。

    2.2 可提高设备应用水平

    将PLC技术应用在环境保护专用设备自动化控制设计中，可在实现自动化管理的基础上，实现相关数据的及时传输、共享，如可及时将数据反馈各制造商，有助于科学合理地优化设备结构，进而提高设备的实用性、可靠性。与此同时，PLC技术的应用，可实现对设备运行状态的实时检测，有助于工作人员及时了解设备参数的异常情况，继而及时调整优化，可减少内部部件及内部系统的损坏，进而延长设备的使用寿命。

2.3 可降低环保投入成本

    在以往的环保工作中，相关部门及企业需要在设备管理方面投入大量的人力资源和财力。不仅增加了环保投入成本，且容易出现各种问题。随着科技的进步，通过应用PLC技术，可实现环境保护专用设备自动化控制管理，一定程度上能降低环保工作投入成本。

3 PLC技术的应用设计

以某地区环保监测工作为研究对象，对工作中使用的污水监测设备功能进行优化，在综合各方面因素后，最终选取FX-3U系列的PLC设备进行自动化控制设计。

3.1  数据采集与整理

为实现污水监测设备自动化管理，利用PLC技术构建全新的控制系统，但期间需要关注设备与系统之间的兼容性，且也要充分考虑设备的坚固程度、耐磨性、耐久性等。此外，为确保污水监测设备的自动化功能能满足环保工作标准要求，还需保证PLC的可靠性与精确性，应优先选用有较强抗干扰性强且数据转化速度快的PLC设备。

在展开污水监测设备电气自动化控制设计时，结合PLC结构特征，对OS整体运行模块、OB主体模块、SBR单元模块及INT预警模块的功能进行优化。以污染源监测设备为例，在设计过程中，以中央处理器为RUN模式，使OS与OB进入到运行的状态，并设置OB模块为自动循环周期。在污染源监测设备运行时，监测数据在符合SBR单元模块确定条件时，便停止主体模块的运行，之后通过单元模块对数据特征进行全面分析。所获得的分析结果，可依据特点规范提取特征，并返回值主体OS模块中，执行下一步程序。OS模块在接收对应数据特征后，自动进行相应规律的总结。

基于PLC控制技术支持下，污水监测设备对整个污水处理过程进行全面监控，测试污水的水温、pH值及需氧量参数（表1）。

表1 污水污染物最高运行排放浓度（单位：mg/L）

3.2  终端显示

    PLC技术的应用，可使前期采集的动态数据在原有设备终端显示，且是主要是图像的形式实时显示。在以往的环保工作中，由于监测的数据呈现出动态变化的特征，加之实际监测中也存在诸多影响因素，以致于无法满足环保监测的实际需求。对此，可利用PLC技术对污水监测设备终端的显示功能进行优化，使其转变为触摸屏形式的显示面板。目前市场中常用的触摸屏面板有TP277、TP177A、TP177B这几种型号。在整理PLC前期采集的数据时，可对应选择触摸屏上的显示按钮，相应的内容便可在触摸屏面板上显示，便于相关人员快速找到环保监测数据的异常。此外，触摸屏显示器还可为相关人员提供实时查询监测数据的功能，也能实时对所连接的各种设备进行监控。这样如果在设备运行过程中出现了如卡顿、页面闪退等异常情况时，可立即发出故障预警信号，提醒后台管理人员及时对故障进行处理。

3.3  数据分析与处理

    由于污水监测设备在实际运行过程中，可能会受到环境中诸多因素的影响，导致监测数据有波动，进而出现误差。所以在污水监测设备自动化控制设计中，还需要借助PLC技术的自动监测功能，对设备的随机反映及分析处理能进行改进。在PLC控制系统的作用下，如果监测环境出现了随机状态反应，就需要对这一反应数据的浓度、密度、质量、成分等基本信息进行连续实时的监测。

3.4  数据传输

    在进行污水监测设备自动化控制设计中，也应实现PLC技术下自动监测数据的及时、高效传输。影响设备数据传输的因素有许多，如端口反映系数、数据量等。如果受到这些因素的影响，会降低数据传输的速率，甚至还可能会引起数据丢失，不利于保证设备监测数据的完整性，最终影响设备的实际应用。对此，就有必要借助PLC技术对设备的数据传输进行优化，主要是通过PLC编程算法，以专门的通信接口来保证数据传输的快速性、安全性。

结语：

总之，展开环境保护专用设备的自动化控制设计，对当前环保工作有重要的作用。在信息时代背景下，为进一步提高环境保护专用设备自动化水平，应积极引入PLC技术，以实现对环境保护专用设备的功能改进和优化，进而提高设备应用水平和效果，更好地推进环保工作开展和促进环保事业的发展。

参考文献：

[1]王一了.环保设备自动化管理与环保事业发展[J].化工管理,2020(02):140-141.

[2]李铭健.环保设备中自动化技术运用研究[J].湖北农机化,2019(10):27.

[3]刘建雨.自动化控制在环保设备方面的运用与发展[J].南方农机,2019,50(09):285.