水厂自动化控制系统中PLc的应用

水厂自动化控制系统中PLc的应用

刘圣地

宝信软件（武汉）有限公司 湖北 武汉 430080

摘要：在水厂的经营运转中应用 PLC 电气自动化控制技术，可以实现对水资源的自动化处理，在保障水质量的同时达到节能的效果。凭借着自动化系统的应用优势，将其用于水净化处理控制、进水与送水控制等过程中，发挥水质检测自动化技术的作用，为自来水厂自控管理提供技术帮助，科学调整实际供水量，满足居民不同季节、不同时间段的用水需求。

关键词：水厂自动化；控制系统；PLc；应用

1水厂自动化控制系统中 PLC 的应用优势

1.1提高水厂管理效能

与传统控制系统相对而言，通过电气自动化控制的合理应用可以大大减少人工成本的支出，从而使供水系统能够长久平稳的运行。以往控制系统的监测手段相对老旧，需要多名管理人员共同对系统进行监测，监测时间必须是 24 h，而电气自动化控制系统可以将水厂与互联网结合起来，在互联网技术的应用下对各环节生产作业进行自动化控制，这样的监测方式可以避免人工操作失误。全天候全时段监控在减少水厂经营费用支出的基础上，同时使自身经济效益也得到了提升。

1.2提高管理信息的可靠性

采用人工巡查监测模式，即工作人员应用仪器对各环节检查，记录并总结各项数据，但这样容易造成数据误差，影响水厂供水质量。应用电气自动化控制系统，将其联合互联网进行水厂实时监控，安装软件后对水厂内设备与作业进行 24 h 不间断检测，实时收集并汇总数据，弥补人工记录出现的疏漏，实现故障自主诊断保护，提高生产效率。

2水厂自动化控制系统的组成及控制

2.1自动化控制系统的组成

2.1.1中控系统

自动化控制系统的关键是中控，它主要分为两个部分，监控和生产管理，这两个部分监控和生产管理是由计算机完成的，都是中控系统比较主要的部分。在水厂的实际运营和操作过程中，与其他工厂相比来说，水厂对于安全及稳定程度的管控比较严格，维护水厂的正常运转是中控系统的主要任务。如果某个部位出现问题，发生故障，在监控计算机上就能显示出来，这样维修人员就能在很短的时间之内找到出现问题的地方，并对其进行维修，从而使整个系统回归正常状态。

2.1.2取水泵房控制系统

该系统主要是借助对水厂运行的参数的分析，从而实现对水泵机组的管理控制。水泵房的水位是一直动态变化着的，在其系统工作中完成对水泵进行实时的监管，获取水位的详细情况，并把得到的信息再次回传到水泵房控制系统中，然后系统根据信息来加强对水泵机组的管控，保证水泵机组运行的安全可靠，满足水厂运行的需求。所以，通过自动化控制系统的合理应用，可以满足随时控制的要求。

2.1.3送水泵房控制系统

一般情况下水厂的送水泵控制系统是由各种仪表系统构成，通过多种仪表系统的运行和各种仪表的使用，客观反映出送水的实际情况，结合送水的实际情况，有利于更好的选择小水泵或者大水泵。合理调控水泵的运行，能够使其达到比较平衡的水平，在保证稳定正常生产的同时，也能做到节能降耗，节约成本。

2.1.4反冲洗泵房控制系统

反冲洗泵控制系统最主要的部分有两个，第一个是滤池反冲洗水泵，第二个是滤池鼓风机。滤池反冲洗泵和滤池鼓风机都由许多的原件构成，所以在使用反冲洗泵房控制时，加强对原件品质的管控是非常重要的，因为它关系到反冲洗泵房控制系统的应用，要加强对原件的检测和管理。在反冲洗泵房控制系统中应用自动化，能够对整个反冲洗工作进行监控，收集一些数据进行分析，对于出现的问题可以及时有效地解决，保证整个系统安全、稳定的运行。

2.2以 PLC 为主控制器的集散式控制

2.2.1就地控制层

就地控制层能够独立实现对现场设备进行电动操作控制的电器控制装置，在就地控制级需设置“就地/ 远方”转换开关。该转换开关的功能是完成操作场所的选择。在操作“就地 / 远方”转换开关的过程中，不允许出现对现场运行设备的扰动，即保证“无扰动切换”。

2.2.2计算机自动控制层

计算机自动控制层由具有独立 CPU 处理器、I/O接口（含远程 I/O）、通信接口、应用程序等部件构成的控制单元，通过网络（控制总线、现场总线）和计算机操作站、服务器，以及系统软件、工具软件、应用软件等设备组成的自动化控制系统。计算机控制层与独立自成控制系统的工艺设备的连接：具有一定编程功能的、可独立构成局部小控制系统的智能化调节操作控制的电子装置，如智能电量仪表、加药系统的智能控制器，及自成控制系统的工艺设备或系统，如滤池控制系统、次氯酸钠制备投加系统、污泥脱水系统等，均可通过网络数字通信方式接入，从而构成全厂工艺过程监控系统。实现中央控制室“少人值守”的计算机操作站。

3水厂自动化控制系统中 PLC 的具体应用

3.1投加系统中 PLC 的控制应用

水厂处理系统中需要合理添加各种化学试剂，从而促进水质满足基础要求，传统模式下主要采用人工方式添加试剂，容易出现试剂添加过量或过少的问题，最终形成浪费或水质不达标的现象，而自动化试剂添加系统则是促进水质达标的基础，借助 PLC 控制系统能够实施有效的编程处理，提高药剂添加的动态灵活性。水厂处于传统运行模式下，在添加试剂过程中主要是由人工经验进行调节，相关投加设备较为简单，从而影响了试剂添加准确性。水厂中需要实施加氯处理的环节可以分成两层，一方面是针对过滤水实施加氯消毒处理，另一方面是于絮凝池前实施加氯处理，从而对水内有机物进行氧化降解。PLC 控制能够按照传感器传送的数据信息调节加氯含量，面对加氯系统对应监控对象包括漏氧报警器、余泵分析仪、取样泵、加氯机等。通过将串级控制与专家控制相结合，融入动态软件和 PLC 控制系统，能够提升自动加氯效果，减小自动加氯出水的余氯波动范围，使其保持在每升0.5 mg 左右，满足出水标准。水中加矾处理主要是为了顺利去除水分中的杂质和悬浮物。

3.2水净化处理控制中 PLC 的应用

水厂的自动化工艺特点是各个工艺单元相对独立，同时各单元间又有一定的联系，比如取水泵房和送水泵房控制系统、加药控制系统、格栅配水池控制系统等，这些工艺单元内设备相对集中。因此，自动化控制系统较多应用 PLC+IPC 集散控制系统模式。系统自动化控制设计采用多主站加多从站的结构模式，可满足水厂自动化监控和保护需求。控制点分布在不同区域，遵循就近控制原则，在设备集中区设置不同 PLC 站来监控设备，再利用通讯网络实现各个PLC 站的数据通讯，完成水厂的自动化控制。水的净化处理环节是水厂运行的关键步骤，对水厂监控管理和供水质量有着决定性作用。在水处理时应用电气自动化系统，发挥系统的净化功能，系统对过滤池反复冲洗，保证水质沉淀与过滤环节的水质量。滤池的自动控制以反冲洗应用为主，由于各种滤池的构造及反冲洗方式存在差异，控制的内容和方法也有所不同。在正常过滤过程中，根据滤池水位，调节阀门的开启度。冲洗时应注意两方面细节：一方面，应用自动化系统时应合理控制冲洗时间、频率等参数，根据要求设定数据，从而对水厂进行智能化控制；另一方面，应展开两次冲洗工作，即冲洗与反冲洗，实现滤池的净化，提高供水质量。

4结语

安全的水质是人们得以长久生存的根本，也是社会发展的基础，没有了水，人类将难以生存和生产，也就无从发展。随着经济的发展，人们的生活水平越来越高，生活质量越来越好，对生活中的许多方面有了更高的要求，特别是自来水，近年来人们越来越重视自来水的质量。

参考文献

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