浅谈PLC技术在水厂自控系统中的应用

时间：2024-05-20

常超

（佛山市顺德区科力给排水工程发展有限公司,广东佛山 528300）

近些年来，各个城市的供水都是一个老大难问题，且随着自来水厂规模的不断扩大扩建，各种控制设备、技术都开始有所应用，PLC控制系统技术的应用尤其明显。PLC控制技术的应用给自来水厂带来巨大的经济效益和社会效应同时，技术人员应注意总结其特点及其优缺点。而所谓的PLC控制技术，是指利用专门在工业环境下应用和设计的数学运算操作电子装置，来对自来水厂的水质及其他数据进行监控，并执行相关的调节命令。PLC控制技术可在一定程度上减轻工人们的体力以及生产效率，并极大程度提高设备的耐用度及可靠性。本文就PLC控制技术在自来水厂自控系统中的应用进行了论述，以期达到技术探讨之目的。

1 自来水厂PLC的配置

自来水厂的PLC系统硬件配置常有CPU、AI模块、AO模块、DI模块、DO模块、通讯模块、电源模块、显示器、模块支架、2KWUPS等[1]。

配置PLC自动化控制系统的部位主要是水厂的取水泵站、加药站、加氯站、净化间站、送水泵站、变电所、控制室及监控系统。

水厂PLC系统用集散型控制方式，可使各分站间用通讯母线联接起来，极具可靠性，且可实现数据资料共享，达到计算调节、顺序和最佳控制之目的。

2 PLC技术在水厂各分站中的应用

2.1 取水泵站的PLC技术应用

（1）检测参数:流量、温度、原水进水阀开度、原水PH值、浊度、原水进水阀超限位报警、原水进水阀故障报警、原水进水阀限位开关。（2）主要作用：可将原水泵及吸水井的运行状态、各种运行参数输送给监控计算机；并能接收与执行来自监控计算机的命令。

2.2 加药加氢的PLC技术

（1）检测参数:溶液池液位连续检测、溶解池、超高位报警;计量泵开停、高低位、计量泵手/自动、计量泵故障、计量泵变频装置频率检测、计量泵冲程检测、计量泵变频装置故障检测、计量泵变频装置手/自动;搅拌器开停、故障等。（2）主要作用：将加药泵、加氯设备、药池等的运行状态、运行参数输送给监控计算机，并接收与执行来自监控计算机的命令。

2.3 公共冲洗的PLC技术

（1）检测参数:反冲洗水泵开停、故障、手/自动;反冲洗水泵电流;出口阀开关状态、故障状态、手/自动;反冲洗鼓风机开停、故障、手/自动;出口阀开关、故障、手/自动;出口旁路阀开关、故障、手/自动;反冲洗水流量。（2）主要作用：实现主站与子站之间用FIPWAY网络连接，且主站与子站从系统上互为后备，滤池的运行与反冲程序编写在子站内。这样做的目的可让系统更安全，而滤池的控制系统电缆线却很少，非常方便检修。

2.4 沉淀池PLC技术

（1）检测参数.沉淀池水位、SCD、沉淀后浊度、沉淀池分管进水阀开关位置限位、沉淀池分管进水阀开关状态、沉淀池分管进水阀手/自动状态、沉淀池分管进水阀故障状态;排泥机运行/停比状态、排泥机前进/后退、排泥机手/自动、排泥机故障等。（2）主要作用：根据生产需要启用/停用沉淀池;且根据污泥浓度开关或时间周期进行决定是否需要排泥，以及接收并执行来自监控计算机的命令

3 PLC技术的控制原则

（1）根据PLC的I/O模块，以及PLC自控设备，都可以通过机旁控制箱进行手/自动转换，并可在PLC站的OP面板上实现远程机旁控制箱、PLC站OP上和中控室中进行三点自由控制。（2）PI,C站的OP上都可以显示跟设置现场操作过程所涉及的自动控制相关设备、仪表等运行数据以及上下限报警值，并且这些数据都可以通过网络传送给中控室的监控计算机，而中控室计算机也可通过网络控制各个自动控制设备等。（3）任何一个PLC站都设置2个复位按钮(包括警铃复位按钮和故障复位按钮)、1个警铃和1个故障指示灯。当自控设备出现故障时，可由该PLC站的警铃、故障灯进行报警。且在弄清原因，清除故障后，才能通过该站的OP、和中控室监控计算机复位才能重新运行设备。如果没有复位故障报警，那该自控设备无法继续启动。

4 性能分析

（1）可靠性、稳定性和寿命周期。PLC系统的设计须满足工业等级要求，符合国内、国际的安全标准。且须易配置、接线、维护、隔离性好，结构坚固，抗腐蚀，并能适应较宽的温变范围。另外，系统还须具有良好的电磁兼容性，可承受较为恶劣的工业环境，实现平均寿命15年以上。（2）先进和经济性。该系统具有完整的自我诊断功能，可在系统运行过程自动诊断任意部件的故障，且能够在监控软件中及时、准确地反映出来其故障状态、故障时间、故障地点等相关信息。在系统故障发生后，I/O的状态可以返回系统预先设置的状态。系统可便捷、准确地控制生产各个环节的运行，较好的节约了人力资源，大大提高了生产效率。（3）扩展性和兼容性。本系统采用目前较为先进的产品，具有较强的兼容特性。为保证今后的扩建和改造时能够满足控制要求，该系统在设计时已充分考虑其扩展性，并在满足现有功能外，预留20%的系统冗余。

5 PLC技术在自来水厂中的应用发展方向

电子计算机的执行能力是极少出现偏差错误的，而生活中的很多细致而枯燥的工作正是需要这样的执行能力。因此可以说，PLC技术在各个领域中的应用是势不可挡的发展方向，自来水厂管理方面也不例外。在不久的将来，自来水厂的很多工作将由电子计算机来执行与控制，操作与管理人员所做的工作只是对电子计算机的硬件与软件系统进行维护与保养，这可大大节约了人力物力的投入，又能很好地提高自来水厂的自净化能力，有效避免人员操作所带来的二次污染。同时电子计算机能够更好的分析计算水厂的各个参数，因此可比人类更好的应对不同淡水净化问题。因此，可以预见的是，PLC技术将在自来水控制工程中的应用大有发展空间。