基于PLC的電氣自動(dòng)化控制水處理系統(tǒng)探討

劉振鵬

摘要：隨著我國社會(huì)的不斷發(fā)展和科技的飛躍進(jìn)步，人們的生活水平得到了明顯的改善，因此對于水處理系統(tǒng)的要求也逐漸增多，有關(guān)部門和單位應(yīng)該對其加以重視。文章基于PLC的電氣自動(dòng)化控制水處理系統(tǒng)進(jìn)行分析，并對其出現(xiàn)的問題提出相關(guān)建議和策略。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；電氣自動(dòng)化；控制系統(tǒng)；水處理系統(tǒng)；水泵電機(jī) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號：TP273 文章編號：1009-2374（2016）35-0169-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.35.082

通常狀況下，可以在水處理系統(tǒng)中充分運(yùn)用PLC技術(shù)，這樣既能保證在多臺(tái)水泵電機(jī)中的自動(dòng)停止以及啟動(dòng)系統(tǒng)正常運(yùn)行，又能使得水泵控制系統(tǒng)運(yùn)用到自動(dòng)控制系統(tǒng)當(dāng)中。當(dāng)然，一些壓力傳感器也能夠極好地使電信號傳輸?shù)脚c其對應(yīng)的控制模塊中，并根據(jù)實(shí)際情況對水泵進(jìn)行操作或者控制，這樣就可以保證水處理系統(tǒng)高效平穩(wěn)地運(yùn)行。

1 我國水處理市場當(dāng)前的局勢

伴隨著我們國家社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及城市建設(shè)的飛躍進(jìn)步，水處理方面在我們國家的生產(chǎn)生活中扮演著越來越重要的角色。水處理系統(tǒng)的先進(jìn)程度和技術(shù)水準(zhǔn)是決定一個(gè)國家生產(chǎn)水平和物質(zhì)文化生活的重要指標(biāo)之一。我們國家進(jìn)入21世紀(jì)以來，社會(huì)的生產(chǎn)力和物質(zhì)文化水平不斷提高，然而我們國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展耗費(fèi)了大量的自然資源，同時(shí)對生態(tài)環(huán)境也造成了一定程度的影響。現(xiàn)如今對于我們國家來說，水處理技術(shù)仍然處于十分落后的狀態(tài)。例如，在水凈化方面的一些化學(xué)軟化、離子交換除鹽或者消毒處理等方式與其他發(fā)達(dá)國家相比仍然存在著很大的差距，并且還伴隨著消耗過量資源與破壞環(huán)境的代價(jià)。應(yīng)該及時(shí)做好環(huán)保工作，強(qiáng)化水處理技術(shù)研究、降低水處理對環(huán)境的影響、有效控制污染源等工作是當(dāng)前水處理研究工作的重中之重。只有不斷在水處理技術(shù)方面取得研究和創(chuàng)新，我們國家才能更加高效地緩解在水處理環(huán)境當(dāng)中出現(xiàn)的不良影響。

2 PLC的相關(guān)研究分析

2.1 PLC的特性研究

PLC技術(shù)主要是一種基于可編程存儲(chǔ)器，依照相應(yīng)的程序指令和模擬或者數(shù)字輸入輸出狀況來針對各種類別的設(shè)備或者生產(chǎn)生活進(jìn)程進(jìn)行控制的邏輯控制技術(shù)。其主要特點(diǎn)包含以下四點(diǎn)：第一，PLC的接口通常比較簡化，易于顯現(xiàn)。相應(yīng)的工作人員可以快速地理解其系統(tǒng)的使用方式，并且將其進(jìn)行運(yùn)作。同時(shí)其操作指令或控制指令都比較簡單，具有很好的兼容性，適合在一些不同類型的電器控制狀況下應(yīng)用。第二，PLC能夠及時(shí)地進(jìn)行自我調(diào)整系統(tǒng)容量，依據(jù)實(shí)際的運(yùn)作來確定其大小，對于一些大型的PLC而言，它們的運(yùn)行速率超快，容量極大。而對于小型的PLC來說，其耗能與體積相對較小，安裝起來也極為便利。第三，PLC在設(shè)計(jì)之初運(yùn)用了抗干擾技術(shù)，而且還擁有一定的預(yù)警能力，它的應(yīng)用范圍相對較大，適用能力很高，通常可以滿足不同類型用戶的需求；第四，在PLC維護(hù)方面，應(yīng)用了存儲(chǔ)邏輯性的設(shè)計(jì)方式，這就讓PLC的控制系統(tǒng)和設(shè)備外在連接時(shí)，所耗費(fèi)的時(shí)間極大的降低，從而給系統(tǒng)維護(hù)工作提供了極大的便利。

2.2 PLC的應(yīng)用研究

企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)過程當(dāng)中，水處理的工藝進(jìn)程經(jīng)常是復(fù)雜多變的，特別是針對化學(xué)水的處理，經(jīng)常需要運(yùn)用繼電器對其程序進(jìn)行相應(yīng)控制。因?yàn)樵诎惭b時(shí)其接線方式特別繁瑣，所以修改程序就會(huì)變得極為復(fù)雜，給其維護(hù)工作帶來很大的麻煩。一旦水處理系統(tǒng)的設(shè)備出現(xiàn)老化或者系統(tǒng)的工作量繁瑣，就會(huì)使得該處理系統(tǒng)的可靠性較低。為了針對繼電器控制方面所存在的不足做出相應(yīng)改變，通常都會(huì)利用PLC對其程序進(jìn)行相應(yīng)控制，這樣就會(huì)使得水處理系統(tǒng)當(dāng)中存在的相關(guān)問題得到有效的緩解。

由于PLC存在編程較為簡單、使用比較方便、可靠性能較高、外界因素環(huán)境影響較低等特征，所以PLC可以被大范圍推廣運(yùn)用，在水處理系統(tǒng)當(dāng)中，利用PLC電器自動(dòng)化控制技術(shù)，會(huì)給水處理系統(tǒng)帶來及時(shí)的控制與檢測，這樣會(huì)有效提高水處理的功效，降低耗能，進(jìn)而促使水處理系統(tǒng)持續(xù)高效發(fā)展。

3 水處理系統(tǒng)的相應(yīng)控制規(guī)定

在水處理系統(tǒng)中我們需要根據(jù)實(shí)際需求對其進(jìn)行控制與運(yùn)用，其控制規(guī)定主要包含有報(bào)警保護(hù)體制、操作方法以及控制要求等多個(gè)方面。在系統(tǒng)控制方面：第一，要求系統(tǒng)的控制包含有自動(dòng)和手動(dòng)兩種方式，而且這兩種方式之間還必須具有互相轉(zhuǎn)換的功能。其自動(dòng)控制方式通常采取的是可編程的控制系統(tǒng)；第二，系統(tǒng)控制還必須能夠?qū)ο鄳?yīng)的工藝參數(shù)和控制方式進(jìn)行適時(shí)的調(diào)整；第三，進(jìn)行手動(dòng)操作時(shí)，可以使得每個(gè)單元能夠擁有獨(dú)立的操作能力，比如自動(dòng)閥門；第四，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)要能夠發(fā)出預(yù)警；第五，在該系統(tǒng)當(dāng)中還要求一些數(shù)據(jù)參數(shù)能夠充分顯示，這有利于及時(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

在報(bào)警以及保護(hù)系統(tǒng)方面：第一，對于純水箱、中間水箱以及原水箱水位方面一旦超過其設(shè)定值要能夠及時(shí)發(fā)出高液位預(yù)警，使得相應(yīng)單元終止工作狀態(tài)；第二，一旦水位低于中設(shè)計(jì)值，要能夠使中液位預(yù)警保障相應(yīng)單元正常工作；第三，在純水箱、中間水箱以及原水箱的水位小于其設(shè)定值時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)要能夠按時(shí)發(fā)出低液位預(yù)警并要求其水泵停止出水；第四，如果進(jìn)水壓力小于抵壓開關(guān)的設(shè)計(jì)值，要能夠進(jìn)行水位高信號顯示；第五，一旦水泵出現(xiàn)故障，要能夠及時(shí)處理并預(yù)警。在操作方式方面：手動(dòng)方式通常進(jìn)行緊急處理和維修，從而保證生產(chǎn)生活正常用水。

4 電氣系統(tǒng)的相關(guān)控制進(jìn)程

如果接觸器KM1A通電，在反洗水泵上的工作預(yù)警指示信號就會(huì)出現(xiàn)預(yù)警，一旦該常開點(diǎn)出現(xiàn)閉合狀態(tài)，反洗水泵就會(huì)進(jìn)行星型運(yùn)動(dòng)，而且時(shí)間繼電器KT1會(huì)進(jìn)入延時(shí)通電狀態(tài)，如果時(shí)間繼電器關(guān)閉且常閉點(diǎn)也斷開，那么反洗水泵上的三角形狀態(tài)就會(huì)啟動(dòng)。KM1B以及KM1C兩者是相互封閉的關(guān)系，反洗水泵會(huì)進(jìn)行過載，相應(yīng)的指示燈也會(huì)做出響應(yīng)。當(dāng)循環(huán)的水泵1進(jìn)行工作的時(shí)候，與其緊密聯(lián)系的接觸器KM2會(huì)及時(shí)通電，如果KM2斷開點(diǎn)關(guān)閉時(shí)，循環(huán)水泵1則會(huì)及時(shí)運(yùn)行，而且相應(yīng)的指示燈也會(huì)工作。如果循環(huán)水泵1處超負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，熱繼電器FR2會(huì)及時(shí)工作，一旦其常開點(diǎn)閉合，循環(huán)水泵1就會(huì)停止工作，相應(yīng)指示燈也會(huì)出現(xiàn)響應(yīng)。當(dāng)循環(huán)水泵2進(jìn)行工作的時(shí)候，與其聯(lián)系的接觸器KM3會(huì)及時(shí)通電，同時(shí)KM3的斷開點(diǎn)關(guān)閉，循環(huán)水泵2的工作預(yù)警燈會(huì)做出響應(yīng)并工作。如果循環(huán)水泵超負(fù)荷狀態(tài)的時(shí)候，相應(yīng)的熱繼電器FR3會(huì)及時(shí)工作，同時(shí)上面的斷開點(diǎn)會(huì)關(guān)閉，閉合點(diǎn)也會(huì)做出斷開指令響應(yīng)。如果循環(huán)水泵2暫停工作，上面的超負(fù)荷預(yù)警燈就會(huì)相應(yīng)打開。如果接觸器KM2或KM3保持工作狀態(tài)時(shí)，那么上面的常開點(diǎn)會(huì)及時(shí)關(guān)閉，同時(shí)繼電器KA1也會(huì)進(jìn)行工作。

5 PLC電氣自動(dòng)化控制處理系統(tǒng)存在的不足

5.1 控制時(shí)常出現(xiàn)錯(cuò)誤

控制系統(tǒng)中可能會(huì)出現(xiàn)線路老化，自然破壞、人為破壞所造成的設(shè)備問題等眾多因素使傳送信號線路出錯(cuò)進(jìn)而給控制方面帶來影響。如果出現(xiàn)這種情況，PLC控制系統(tǒng)則不能接收到有關(guān)信息，缺乏正確的判斷，進(jìn)而給水處理系統(tǒng)的運(yùn)行帶來影響。一旦PLC控制系統(tǒng)缺乏了有效運(yùn)行，就不能保證生產(chǎn)進(jìn)程得到可持續(xù)運(yùn)行，進(jìn)而降低了水處理系統(tǒng)的工作性能。例如：在操作車間如果電動(dòng)閥門或者電磁開關(guān)等設(shè)備沒能進(jìn)行正常的打開或者關(guān)閉狀態(tài)，就會(huì)嚴(yán)重地影響到相關(guān)數(shù)據(jù)的收集以及傳輸效率。同時(shí)PLC系統(tǒng)缺乏了正常的信號接收性能或者是接收到了出錯(cuò)的信息，這會(huì)給整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來極大的影響。

5.2 執(zhí)行過程存在缺陷

當(dāng)我們在水處理系統(tǒng)操作流程當(dāng)中，會(huì)發(fā)現(xiàn)執(zhí)行錯(cuò)誤階段出現(xiàn)差錯(cuò)的主要原因是，控制負(fù)載的接觸器接觸不良、控制負(fù)載的接觸器之間缺乏嚴(yán)密性、電磁干擾，這就會(huì)使得PLC所發(fā)出的動(dòng)作指令不能夠正確地傳送到執(zhí)行端口，進(jìn)而使得PLC控制系統(tǒng)在應(yīng)用中不能達(dá)到預(yù)想的技術(shù)要求。通常狀況下電動(dòng)閥可能會(huì)出現(xiàn)開關(guān)接觸不嚴(yán)或者松動(dòng)等狀況，這就會(huì)使得相應(yīng)的控制系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。此外還有其他因素，例如：由于外力可能會(huì)導(dǎo)致控制變頻器出現(xiàn)損壞或者相關(guān)設(shè)備的自身質(zhì)量問題等故障，也會(huì)給控制系統(tǒng)帶來一定影響。

5.3 管理與維護(hù)工作的重視程度不夠

現(xiàn)如今，由于對相關(guān)設(shè)備的管理與維護(hù)方面缺乏足夠的重視，所以會(huì)給給水處理系統(tǒng)帶來一系列嚴(yán)重的影響，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，對于水處理系統(tǒng)的要求也越來越嚴(yán)格，這就使得PLC電氣自動(dòng)化控制設(shè)備始終處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)長時(shí)間運(yùn)行的情況就會(huì)給設(shè)備帶來超負(fù)荷問題。就現(xiàn)在而言，一些企業(yè)或者單位對于水處理系統(tǒng)的管理工作認(rèn)識(shí)不夠到位，很多領(lǐng)導(dǎo)者沒能及時(shí)安排相應(yīng)的工作人員對其設(shè)備進(jìn)行檢修。這就會(huì)使得設(shè)備可能存在隱患，進(jìn)而影響水處理工作的正常運(yùn)行，因此應(yīng)該及時(shí)提高管理和維護(hù)工作人員的責(zé)任意識(shí)和技術(shù)水準(zhǔn)。

6 PLC電氣自動(dòng)化控制水系統(tǒng)的相關(guān)策略

第一，強(qiáng)化PLC系統(tǒng)相關(guān)信號的準(zhǔn)確性，在水系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行進(jìn)程當(dāng)中，只有充分保障了控制系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備或者零件的準(zhǔn)確性，才能夠避免由于設(shè)備本身的原因所造成的信號出現(xiàn)錯(cuò)誤問題。此外，強(qiáng)化信號的準(zhǔn)確性還可以降低整個(gè)系統(tǒng)的錯(cuò)誤率，提升其靈敏度，這樣可以保障系統(tǒng)自身對信息的傳送做出精確的判斷，進(jìn)而保證系統(tǒng)的正常工作；第二，充分保障PLC電氣系統(tǒng)的預(yù)警功能，強(qiáng)化水系統(tǒng)當(dāng)中相關(guān)設(shè)備的預(yù)防措施，嚴(yán)格按照有關(guān)管理體系執(zhí)行相關(guān)操作，強(qiáng)化其預(yù)警功能使其性能更加人性化，逐步搭建起智能化網(wǎng)絡(luò)一體化的故障預(yù)警體制，才能充分保障對于整個(gè)水處理系統(tǒng)的科學(xué)管理和有效監(jiān)督；第三，逐步提升相關(guān)管理和維護(hù)人員的綜合素養(yǎng)，可以通過相關(guān)的技能培訓(xùn)使其不斷創(chuàng)新，進(jìn)而擁有更多的實(shí)踐型和高技能型人才。

7 結(jié)語

總而言之，基于PLC的電氣自動(dòng)化控制管理水處理系統(tǒng)對人們生活水平的改善是十分重要的。有關(guān)部門和單位可以從PLC系統(tǒng)信號的準(zhǔn)確性、PLC系統(tǒng)的預(yù)警功能以及相關(guān)人員的綜合素養(yǎng)等因素加大投入力度，進(jìn)而使得企業(yè)的水處理水平得到明顯的改善，使企業(yè)能夠長遠(yuǎn)的發(fā)展。

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（責(zé)任編輯：小 燕）