水廠自控設(shè)計中PLC控制技術(shù)的應(yīng)用

韓丹

摘要：隨著社會的不斷發(fā)展，不斷完善的PLC控制技術(shù)具有遠(yuǎn)程通訊、過程控制及模擬控制等功能，早已超出了順序控制和邏輯控制的范圍。因為PLC支持許多種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的總線，利于工程組建控制網(wǎng)，所以被廣泛用于水廠自控系統(tǒng)設(shè)計中。

關(guān)鍵詞：水廠自控；設(shè)計；PLC控制技術(shù)

1、水廠自控系統(tǒng)的概述

隨著我國現(xiàn)代水廠工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷改進(jìn)，計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)不斷的發(fā)展，現(xiàn)有許多水廠已加大了深度處理凈化單元，從而應(yīng)用技術(shù)加工出優(yōu)質(zhì)飲用水，許多擁有自控系統(tǒng)的水廠都是由光纖環(huán)網(wǎng)形成的主干網(wǎng)，連接操作員站和工程師站及其它相關(guān)現(xiàn)場控制站等，現(xiàn)場站主要包括了二級泵房、沉淀池、濾池、加藥間、水泵房等一些設(shè)備，在沉淀池上面有桁車，在大多時候都是通過無線方式連接到達(dá)沉淀池主站的。

通常情況下，國內(nèi)許多中大型城市的水廠都在應(yīng)用一些傳統(tǒng)的辦法，比如說氧化溝和活性污泥法等技術(shù)工藝。然而自控系統(tǒng)是經(jīng)過多個現(xiàn)場控制室及一個中央控制室來組成的，在每一個現(xiàn)場通過光纖環(huán)網(wǎng)等連接設(shè)備將其連接到一起且都需要進(jìn)行觸摸屏的配置以供現(xiàn)場操作時使用，PLC中的編程軟件大部分是由生產(chǎn)廠商提供，與其硬件進(jìn)行配套使用。一般配置觸摸顯示屏，供工作人員現(xiàn)場手動操作使用，其自身需要有相對應(yīng)的軟件。

2、PLC控制技術(shù)的控制模式

PLC的控制模式有手動控制和自動控制兩種，生產(chǎn)設(shè)備接受不同控制型號的來源在兩種不同運(yùn)行狀態(tài)下，在這兩種不相同的狀態(tài)下自動控制系統(tǒng)執(zhí)行不相同的模式的監(jiān)控功能。在自動控制方式下，PLC的輸出控制完全操控了設(shè)備運(yùn)行，相關(guān)的控制邏輯通過PLC根據(jù)輸出控制指令來執(zhí)行，包括在自動模式下根據(jù)有關(guān)的現(xiàn)場的實時工況和事先設(shè)定好的工藝參數(shù)，對運(yùn)行中的設(shè)備進(jìn)行控制及保護(hù)被控制期間所出現(xiàn)的設(shè)備故障，在點(diǎn)動的模式下執(zhí)行對單臺設(shè)備運(yùn)行的控制和在組合的模式下對設(shè)備組進(jìn)行對一步化的控制；在手動控制方式下，設(shè)備將不被PLC所控制，但設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)仍會繼續(xù)被進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測、及故障報警等其他工作，可通過對轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行控制來對設(shè)備進(jìn)行操作。

反沖洗時的自動控制和濾池中的運(yùn)行。在濾池自動控制的過程中，主要負(fù)責(zé)控制反沖洗設(shè)備監(jiān)控風(fēng)機(jī)、反沖洗水泵和有關(guān)設(shè)備的運(yùn)行，要求能夠使每一格的濾池在恒定水位運(yùn)行。無論在任意的一格濾池中進(jìn)行反沖洗的時候，整個的反沖洗的過程是在濾池PLC和反沖洗PLC互相配合下完成的。當(dāng)自動控制系統(tǒng)放松對濾池的控制時，我們可通過手動的方法來完成濾池的閥門和反沖洗設(shè)備的操作。濾池的控制方式有三種運(yùn)行模式：手動操作、半自動及自動。

3、濾池的運(yùn)行與反沖洗

①過濾：生產(chǎn)過程中，唯一要做的是檢查顯示阻塞程度的水頭損失。液位傳感器控制回路控制著濾后水閥門。當(dāng)水頭損失達(dá)到約1.5m時或當(dāng)運(yùn)行時間長過設(shè)定值時，濾池將自動進(jìn)行反沖洗（濾池處于自動模式）。缺省設(shè)定值為24小時。待濾水通過開孔流入側(cè)面的“V”形槽并通過它在濾池的全長上向濾池供水。水通過濾砂和濾頭后在濾板下方進(jìn)入濾后水管道。②濾池停用：停止濾后水生產(chǎn)，關(guān)閉濾后水出水閥。

濾池的反沖洗是通過在足夠克服過濾物質(zhì)的阻力的一定壓力下向濾池反向供水和氣來完成的。在兩者的作用下，被濾池截流的雜質(zhì)被釋放進(jìn)排污系統(tǒng)。反洗的過程如下：①停止：停止過濾，濾后水出水閥關(guān)閉。頂部排水自動排水閥打開。當(dāng)水位降至反洗排水堰后再執(zhí)行下一步。②形成氣墊（持續(xù)大約30s～1min）：啟動鼓風(fēng)機(jī)，打開進(jìn)氣閥，空氣由氣路系統(tǒng)進(jìn)入濾池；目的是在濾板下方形成氣墊。③氣水聯(lián)合反洗：啟動一臺反沖泵，打開反洗進(jìn)氣閥（保持自動旁通閥關(guān)閉），同時進(jìn)行氣沖洗大約6min。期間，檢查是否有跑砂現(xiàn)象；如有，減小水的流量直至現(xiàn)象消失。④漂洗：停止氣沖，保持水洗。這一步必須持續(xù)到排水干凈為止。⑤轉(zhuǎn)化到過濾：關(guān)閉反沖洗進(jìn)水閥，關(guān)閉反沖洗排水閥，停止反沖泵，打開濾池進(jìn)水閥。

4、水廠自控系統(tǒng)的運(yùn)行

4.1自動運(yùn)行模式

濾池投入使用時，濾后水調(diào)節(jié)閥控制濾池液位。一旦發(fā)生以下三種情況中的一種，濾池將自動進(jìn)行反沖洗：超過了濾池運(yùn)行時間，水頭損失高于設(shè)定點(diǎn)，控制臺或監(jiān)控電腦發(fā)生沖洗要求。一個沖洗周期后，濾池恢復(fù)過濾狀態(tài)。在同一時間內(nèi)只能沖洗一個濾池。如果沖洗條件不具備，濾池停留在過濾狀態(tài)（等待沖洗）直到?jīng)_洗水源準(zhǔn)備就緒，條件是濾后水池滿足中水位，沒有低氣壓，兩臺鼓風(fēng)機(jī)及兩臺沖洗泵準(zhǔn)備就緒。

4.2手動操作模式

當(dāng)濾池處于“手動”運(yùn)行模式時，預(yù)設(shè)的“阻塞值”與“過濾時間”自動不能觸發(fā)反沖洗，濾池在得到操作人員的手動反沖洗請求之前將一直保持過濾狀態(tài)。當(dāng)濾池被選擇在手動模式運(yùn)行時，通過操作員可選擇兩種沖洗模式：自動沖洗模式或分步制沖洗模式。

①自動沖洗模式：當(dāng)沖洗模式被選為“自動”模式時，在收到?jīng)_洗請求時，它會自動進(jìn)行一個完整的沖洗周期?？赏ㄟ^操作員從操作盤按下“沖洗請求”鍵或從監(jiān)控計算機(jī)或由運(yùn)行計時器或由阻塞設(shè)定值觸發(fā)沖洗。②分步制沖洗模式：當(dāng)濾池沖洗模式被選作“分步制”模式時，通過操作員從觸摸屏按下“沖洗請求”鍵，然后按下觸摸屏上的“步進(jìn)”鍵，就可啟動每個沖洗步驟。各順序的持續(xù)時間由操作員調(diào)配。結(jié)束沖洗時，濾池停止。只有當(dāng)濾池被選在手動模式時，該沖洗模式方才有效。

4.3關(guān)閉濾池

短期內(nèi)沒要求的話，在控制臺保持濾池停用狀態(tài)。若延長關(guān)閉時間（一周或以上），必須將濾池完全排放干凈。必須遵照啟動濾池沖洗的指示重新啟用濾池。

5、結(jié)語

目前，我國在水行業(yè)的自動化控制方面正處于由PLC控制的局面，用科技的手段來實現(xiàn)節(jié)能低消耗的管理。經(jīng)過對系統(tǒng)研究、設(shè)計及開發(fā)，控制系統(tǒng)已逐漸完善，通過對現(xiàn)場實際的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。用戶可實現(xiàn)過程控制、順序控制、運(yùn)動控制及過程控制的隨意組合進(jìn)行控制，提高了水廠的工作效率，減少了因故障所照成的經(jīng)濟(jì)損失，極大減少了工程實施所消耗的費(fèi)用，大大提高了工程的生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)：

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