夏虓，王國穎

（中國樂凱集團有限公司，河北 保定071000）

1 引言

社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展使得工業(yè)和生活用電需求不斷增長，對高規(guī)格、高性能的電氣自動化控制系統(tǒng)的要求也越來越高。水處理系統(tǒng)的較快發(fā)展不但為新技術(shù)的出現(xiàn)提供可能，還對環(huán)境治理方式的優(yōu)化起到了積極促進作用，從而在一定程度上促進了生產(chǎn)力的提升和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。而為了更好地使水資源得到凈化，采用基于PLC 技術(shù)的自動化處理系統(tǒng)所發(fā)揮的作用要遠遠大于以其他自動化控制技術(shù)為基礎(chǔ)的處理系統(tǒng)。PLC 技術(shù)主要是通過利用電氣的自動控制實現(xiàn)能源的優(yōu)質(zhì)使用，提高能源使用效率。

2 PLC技術(shù)概述

2.1 PLC技術(shù)的定義

PLC技術(shù)全稱為可編程邏輯控制器技術(shù)，該技術(shù)可以通過編程的模式，使用內(nèi)部的處理程序執(zhí)行有關(guān)指令，不同的存儲方式都會產(chǎn)生相應(yīng)不同的影響，要采用適當?shù)墓芾眢w制來提升現(xiàn)在的工作效果和工作效率。PLC工作主要包括掃描階段、執(zhí)行階段及輸出階段三個階段，采集和輸入樣品的相關(guān)信息，并結(jié)合用戶需求以及用戶指令，可以對內(nèi)部的數(shù)據(jù)進行刷新，并做到持續(xù)重新輸出，使得PLC運行能夠更加安全和穩(wěn)定。同時，PLC安裝也相對比較簡便，編寫較為簡單的程序，不但易于維修，相關(guān)工作人員還能夠快速掌握操作指令和控制方法。PLC技術(shù)具有較強的環(huán)境適應(yīng)性以及靈活性強的特征，有著十分重要的應(yīng)用價值和廣闊的應(yīng)用范圍，因此，PLC 技術(shù)在不同的電氣工作環(huán)境中都可以得到很好的應(yīng)用。在運用PLC系統(tǒng)時，可以充分發(fā)揮編程的特性，在進行人為編程的過程中，融入一定的信息化控制手段，進行相應(yīng)的機械生產(chǎn)控制，使其應(yīng)用更加靈活，充分體現(xiàn)其自主控制能力強和實際應(yīng)用性高的特性[1]。

2.2 水處理自動控制系統(tǒng)的要求

自動化控制水處理系統(tǒng)需要實現(xiàn)手動控制與自動控制之間的實時切換以及轉(zhuǎn)變，滿足不同條件下的操作要求。通過控制形式變化的方式實現(xiàn)水處理的功能，提高水處理自動控制系統(tǒng)控制的靈活性和科學性。同時，系統(tǒng)控制還需要做到對相應(yīng)的控制方式和工藝參數(shù)進行及時調(diào)整，并手動對各個單元進行單獨操作，設(shè)置自動報警機制，有效解決各個區(qū)域中存在的問題。在水處理過程中，系統(tǒng)保護和報警機制需要控制水箱水位以及負荷量，保持水箱水位和負荷能夠在正常的范圍之內(nèi)。如果低于水位線或者超過水位線時，需要啟動自動報警裝置，保護高壓泵并測量水壓力值，及時對相關(guān)異常情況進行報警，可以使得電氣自動化系統(tǒng)運行更加安全穩(wěn)定[2]。

3 基于PLC的電氣自動化控制水處理系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1 硬件設(shè)計

PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計需要結(jié)合水處理設(shè)備的工作運行需求，選擇適合的控制器和系列模塊，包括冗余和不冗余兩種解決方案，根據(jù)具體的工程項目要求采取適合的解決方案。CPU 一般要求配置獨立的I/O 接口，集成裝載儲存器配帶防護涂層，合理設(shè)置CPU 的主頻、平均處理時間以及最大I/O 尋址范圍。通過兩個互為備份的接口模塊的有效連接，實現(xiàn)接口模塊的無縫切換。

3.2 軟件設(shè)計

由于PLC都是以程序形式實現(xiàn)的，所以PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計工作大多集中在軟件程序的設(shè)計上，即梯形圖的設(shè)計。工作人員應(yīng)加強對工藝的升級和開發(fā)，做好圖形設(shè)計工作，選擇適合的編程軟件。基于PLC 的控制程序由主程序和子程序組成，完成編寫的程序經(jīng)過編譯后下載至PLC 中，從而實現(xiàn)任務(wù)的控制。在程序編寫完成后，有關(guān)工作人員可以利用仿真軟件進行模擬，以檢查程序編寫有無錯誤。

3.3 通信方式

選用適合的上位機對現(xiàn)場的設(shè)備運行狀況進行實時的監(jiān)測，調(diào)整控制設(shè)備運行工作狀態(tài)，讀取儀器的工作情況，并及時解決各種突發(fā)問題和突然出現(xiàn)的設(shè)備故障。在通信過程中，要求整個凈水處理程序設(shè)計能夠靈活地進行編輯和改變，在應(yīng)用組態(tài)軟件按鈕控制PLC 時，不能直接讀取繼電器輸入的值，要通過內(nèi)部寄存器進行中間轉(zhuǎn)換。任務(wù)的優(yōu)先程度由高到低分別通過傳感器、數(shù)據(jù)接收、主控器解析、藍牙發(fā)送。

3.4 PLC在電氣自動化控制水處理系統(tǒng)中的實際工作情況

在使用PLC進行實際系統(tǒng)設(shè)計時，需要準確測量水箱的實際水位，在水箱中放置低浮球，并通過測試低浮球的位置傳輸相關(guān)的數(shù)據(jù)，保證邏輯工程數(shù)據(jù)的科學性和合理性，對于不能夠達到標準水位的情況，則需要利用二級高壓關(guān)閉水閥。PLC 液位自動控制器的原理如圖1所示。

4 結(jié)語

綜上所述，基于PLC 的電氣自動化控制水處理系統(tǒng)的應(yīng)用能夠有效提升水處理效率和水處理質(zhì)量，實現(xiàn)水處理過程的靈活控制，減少水處理過程中的安全隱患，保證凈水處理系統(tǒng)的整體運行效果，降低污水處理廠處理過程中的能源資源消耗，降低污水處理和凈化的成本，提升處理系統(tǒng)整體的運行質(zhì)量，實現(xiàn)水處理系統(tǒng)的順利安全工作。