胡宇航 唐山市曹妃甸供水有限責(zé)任公司

PLC控制在水廠自動化控制中的運(yùn)用探討

胡宇航 唐山市曹妃甸供水有限責(zé)任公司

隨著社會的不斷進(jìn)步和科技的快速發(fā)展，PLC控制技術(shù)在水廠自動化控制中起著越來越重要的作用。PLC系統(tǒng)編程簡單，具有較高的可靠性、安全性，使用靈活、方便，并且可以適應(yīng)于各種各樣的工作環(huán)境，而且其價(jià)格較低，可以為企業(yè)爭取更大的經(jīng)濟(jì)效益。本文從PLC控制的應(yīng)用理論和實(shí)踐入手，對在水廠自動化控制中應(yīng)用PLC控制技術(shù)進(jìn)行探討。

PLC；水廠自動化；控制

引言

對自來水廠自動化控制起著最廣泛、最基本影響的技術(shù)就是PLC控制技術(shù)，其不同于傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)了順序控制、邏輯控制，而且PLC控制技術(shù)既可以控制水廠的單個(gè)設(shè)備，也可同時(shí)控制多個(gè)設(shè)備，從而形成水廠的自動化流水線，并有效地對生產(chǎn)水資源過程中的自動化進(jìn)行全方位的控制[1]。目前，很多自來水廠都對加氯、加氨、加礬、過濾和沉淀等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行自動化的控制，這種模式的形成對水處理過程中的安全性和可靠性都有極大的提高。

1.水廠水處理流程

實(shí)現(xiàn)水處理流程的自動化控制是水廠應(yīng)用自動化控制系統(tǒng)的根本目的。不同的水廠擁有不同的設(shè)備配置，其處理水的工藝流程也有著很大的區(qū)別，但其水處理的基本流程相差不大，總體來說包括取水、配藥、加氯、投加混凝劑、沉淀、過濾、消毒、送出幾大方面。

水廠的水源一般來自地下水、地表水、江河、湖泊等處，首先水廠必須通過水泵來取水，將原水抽入凈水廠，此時(shí)原水中含有很多雜質(zhì)，必須經(jīng)過凈水處理才能供給用戶。當(dāng)原水進(jìn)入凈水廠之后，凈水廠需要配置合適的混凝劑及氯氣等投入到原水當(dāng)中，以此來對原水進(jìn)行混凝消毒。當(dāng)原水經(jīng)過混凝處理之后流入沉淀區(qū)時(shí)，水中的顆粒會沉淀在池底，并進(jìn)行堆積，因此沉淀池需要定期進(jìn)行清理。過濾則是一個(gè)使水澄清的過程，其采用石英砂等濾料層來清除水中的各種雜質(zhì)，濾料層也需要定期清洗。水澄清之后就需要進(jìn)行消毒處理，以達(dá)到殺菌消毒的作用，正因?yàn)樗?jīng)過濾后，降低了它的濁度，細(xì)菌、病毒才能更好地被消滅。水經(jīng)過消毒后將存儲于清水池中，根據(jù)實(shí)際所需情況向各管網(wǎng)送水，再通過管道送給用戶。

2.濾池自動化控制系統(tǒng)的功能

水廠可通過對濾池自動化的控制來進(jìn)行全面的管理和實(shí)時(shí)監(jiān)控，使水廠在生產(chǎn)過程中的調(diào)控能力得到增強(qiáng)，水廠的自動化程度也能得到相應(yīng)的提高，從而增加水廠的經(jīng)濟(jì)效益，其功能主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

2.1 節(jié)能減排。人們在日常生活中離不開水資源，而人們最直接的供水來源就是水廠，因此，水廠起著極大的作用。傳統(tǒng)的方式使水廠在進(jìn)行濾水的過程中消耗了很多能源，那么就必須對水處理的過程進(jìn)行優(yōu)化處理，其中較為合理的方式就是通過自動化系統(tǒng)來對能源消耗進(jìn)行調(diào)節(jié)，在自動化系統(tǒng)運(yùn)行工作的過程中，通過對水泵電機(jī)調(diào)速的控制可以改變其運(yùn)作的方式，有效地避免浪費(fèi)。因此，應(yīng)用水廠自動化系統(tǒng)可以極大程度地減少能源的消耗，實(shí)現(xiàn)能耗的優(yōu)化[2]。

2.2 降低水處理成本，進(jìn)一步提高水質(zhì)。如今人們對生活質(zhì)量的要求越來越高，對水質(zhì)的要求更是如此。而PLC能夠適應(yīng)當(dāng)代人們的用水需求，具有極高的安全性和可靠性，從而有效地提高水質(zhì)。同時(shí)，在濾水的過程中，自動化系統(tǒng)的應(yīng)用也可以極大地降低其運(yùn)行的費(fèi)用，濾水系統(tǒng)甚至可以自動調(diào)節(jié)出水的濁度，使水處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)低成本運(yùn)行的目標(biāo)。

3.PLC控制在水廠自動化控制中的運(yùn)用

3.1 PLC在水廠監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

在水廠的監(jiān)控系統(tǒng)中，PLC實(shí)現(xiàn)了順序控制和邏輯控制，PLC控制技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)中既可以控制水廠的單個(gè)設(shè)備，也可同時(shí)控制多個(gè)設(shè)備，從而形成水廠的自動化流水線，各個(gè)現(xiàn)場的變化、現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)都可以通過上機(jī)位來進(jìn)行獲取并實(shí)時(shí)控制[3]。不僅如此，PLC對整個(gè)水廠的水處理工序的運(yùn)行都進(jìn)行全自動的控制，在線數(shù)據(jù)采集設(shè)備會自動采集所有的運(yùn)行設(shè)備的參數(shù)，數(shù)據(jù)被即時(shí)送入PLC，PLC甚至可以做到對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行交換，對水處理的各個(gè)生產(chǎn)換季的設(shè)備運(yùn)行都進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)視和控制，進(jìn)而更加合理地利用水資源并優(yōu)化水廠的調(diào)度能力。

3.2 PLC在水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用

水質(zhì)監(jiān)測是在水廠的自動化控制中的重要內(nèi)容，整個(gè)系統(tǒng)能否平穩(wěn)運(yùn)行的重要參數(shù)就來自于水質(zhì)監(jiān)測的數(shù)據(jù)，如今，水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)中應(yīng)用了更多的新型自動化檢測儀，對水廠自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展起到了推動作用。目前，水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)中的技術(shù)方包括水質(zhì)監(jiān)測分年儀表、溫度檢測技術(shù)、水位檢測技術(shù)、流量監(jiān)測技術(shù)、壓力檢測技術(shù)以及高低濁度測量分析、漏氯檢測分析、流動電流檢測分析等方面，所應(yīng)用的儀器也不僅僅是傳統(tǒng)的儀器，非接觸式儀器也得到了大量的運(yùn)用。

3.3 PLC在水廠濾池系統(tǒng)中的應(yīng)用

單元濾池的PLC控制需要完成的工作很多，例如每個(gè)濾池的出水閥、進(jìn)水閥、排氣閥、排污閥、反沖水閥、反沖進(jìn)氣閥等的自動控制和對本格濾池的恒水位進(jìn)行過濾控制，除此之外，PLC還需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、信息的交換等工作。濾池在過濾時(shí)必須進(jìn)行恒水位過濾，以達(dá)到平穩(wěn)生產(chǎn)和穩(wěn)定出水品質(zhì)的目的。而調(diào)節(jié)清水閥門的開度大小決定著濾池液位的高低，這就意味著在濾池系統(tǒng)的運(yùn)行中，管理人員必須對該系統(tǒng)進(jìn)行人工編寫，以達(dá)到濾池系統(tǒng)自動化的效果[4]。

3.4 PLC在水廠遠(yuǎn)程操作中的應(yīng)用

PLC可以對所有的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測并對其進(jìn)行控制，例如在PLC自動控制系統(tǒng)中，其中一個(gè)濾池的運(yùn)行出現(xiàn)了故障，監(jiān)控人員就可以通過遠(yuǎn)程控制，對該流水線進(jìn)行關(guān)閉并及時(shí)派技術(shù)人員進(jìn)行處理。這樣一來，可以很大程度上減少資源的浪費(fèi)并保證其穩(wěn)定運(yùn)行。

4.結(jié)語

在水廠自動化控制中，PLC控制技術(shù)有著很重要的作用。該系統(tǒng)較為可靠、先進(jìn)，同時(shí)解決了水廠管理成本高、運(yùn)行工況復(fù)雜的問題。而且，該系統(tǒng)可以根據(jù)人們不同時(shí)期的不同用水情況，運(yùn)行最經(jīng)濟(jì)合理的方式，有助于提高水廠的經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。相信在將來，PLC控制技術(shù)的功能會更加齊全，也會不斷進(jìn)行完善，其在水廠自動化控制中的運(yùn)用也將會越來越廣泛。

[1]楊立福.給水排水自動化技術(shù)（SCADA）綜述[J].給水排水，2013（1）∶56-57.

[2]郭鳳文.水工業(yè)自動化控制技術(shù)的發(fā)展趨勢[J].中國給水排水，2012（8）∶12-13.

[3]廖常初.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)（修訂版）[J].重慶大學(xué)出版社，2013（12）∶25-28.

[4]黃澤強(qiáng).PLC自動控制供水變頻系統(tǒng)[J].珠海水務(wù)集團(tuán)有限公司，2012（1）∶23-32.