基于PLC的電氣自動(dòng)化控制水處理系統(tǒng)研究

胡福如

摘 要：針對(duì)PLC的電氣自動(dòng)化控制水處理系統(tǒng)進(jìn)行分析，研究了PLC技術(shù)在水處理系統(tǒng)中應(yīng)用意義，同時(shí)還分析了基于PLC的電氣自動(dòng)化控制水處理系統(tǒng)應(yīng)用，內(nèi)容有：硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、上位機(jī)和下位機(jī)通信。最后結(jié)合這些內(nèi)容，已某電氣自動(dòng)化控制項(xiàng)目作為案例，分析如何對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用，希望通過(guò)對(duì)這些內(nèi)容的分析，能夠提升電氣自動(dòng)化控制的水處理系統(tǒng)應(yīng)用水平。

關(guān)鍵詞：PLC;電氣自動(dòng)化;水處理系統(tǒng);硬件設(shè)計(jì)

PLC控制系統(tǒng)存在較高穩(wěn)定性，借助隔離方式對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，可降低外部環(huán)境對(duì)其帶來(lái)的影響，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行具體應(yīng)用期間存在可持續(xù)性，結(jié)合系統(tǒng)需要進(jìn)一步編輯和修改，靈活性強(qiáng)，還可以對(duì)不同業(yè)務(wù)模塊當(dāng)中存在的不同需要運(yùn)行，這樣可對(duì)不同功能進(jìn)行有效控制。

一、PLC技術(shù)在水處理系統(tǒng)中應(yīng)用意義

水處理工藝進(jìn)程存在較高復(fù)雜性特點(diǎn)，化學(xué)水處理期間，需要借助電氣設(shè)備對(duì)水處理過(guò)程進(jìn)行有效控制。這種情況下，繼電器安裝以及接線都比較麻煩，對(duì)程序進(jìn)行修改也相對(duì)復(fù)雜，對(duì)具體維護(hù)工作會(huì)產(chǎn)生不利影響[1]。若水處理系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)可能會(huì)對(duì)UI水處理系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性帶來(lái)影響。針對(duì)這一情況，進(jìn)行具體水處理期間，可借助PLC技術(shù)進(jìn)行控制。因?yàn)镻LC技術(shù)在編程過(guò)程中相對(duì)簡(jiǎn)單、方便，存在較高的可靠性，外界環(huán)境不會(huì)給其帶來(lái)較大影響。水處理系統(tǒng)中對(duì)PLC技術(shù)應(yīng)用，可能促使水處理系統(tǒng)獲得及時(shí)檢測(cè)和控制，促水處理功效得到有效提升，并且能在一定程度上降低能耗，這讓水處理系統(tǒng)始終處于高效發(fā)展階段。

PLC技術(shù)多數(shù)情況下是使用屏蔽以及隔離方式進(jìn)行，這種情況不僅不會(huì)因?yàn)橥饨绛h(huán)境而受到有影響，并且在一定程度上增強(qiáng)運(yùn)行穩(wěn)定性，能在一定程度上確保系統(tǒng)運(yùn)行持續(xù)性。一般情況下系統(tǒng)如果沒(méi)有故障可保持20000h運(yùn)行。此外，水處理系統(tǒng)應(yīng)用PLC技術(shù)，技術(shù)人員可以將實(shí)際需要作為根據(jù)，隨時(shí)對(duì)其進(jìn)行編輯及更改，這樣可將其制作成不同成效模塊，將不同專(zhuān)業(yè)模塊作為主要內(nèi)容，用戶(hù)還可以結(jié)合相應(yīng)要求針對(duì)相應(yīng)程序模塊作出進(jìn)一步選取，實(shí)現(xiàn)良好組織和安裝，結(jié)合需求指令或者控制方面需求，針對(duì)不同功能做出有效控制。這種情況下，在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中對(duì)PLC技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用意義深遠(yuǎn)。

二、基于PLC的電氣自動(dòng)化控制水處理系統(tǒng)應(yīng)用

（一） 硬件設(shè)計(jì)

PLC控制站是用的是西門(mén)子CPU410Smart控制器，或者使用ET200PASmart系列的IO模塊，同時(shí)有冗余或者不冗余的兩種解決辦法[2]。以某工程為例，其針對(duì)重要的MBR控制站而言，借助冗余方案進(jìn)行處理，而其他PLC控制站在則通過(guò)非冗余方案進(jìn)行處理。CPU410Amart其中存在兩個(gè)獨(dú)立的 Profibus IO 接口，標(biāo)配帶防護(hù)涂層，集成48MB裝載儲(chǔ)存器，而CPU的主頻則為450MHz，其平均處理時(shí)間大約為110μs，最大IO尋址范圍16KB輸出或者輸入。

（二）軟件設(shè)計(jì)

針對(duì)軟件部分而言，主要是借助PCS7mart軟件，其中分別有工程組態(tài)系統(tǒng)以及操作員系統(tǒng)等。對(duì)于工程組態(tài)系統(tǒng)也然，其主要是以CPU410Smart控制平臺(tái)為基礎(chǔ)，同時(shí)對(duì)APL功能庫(kù)、控制模板等進(jìn)行充分應(yīng)用，技術(shù)人員系統(tǒng)在工程組態(tài)當(dāng)中，借助編譯自動(dòng)生成基本數(shù)據(jù)，其中存在變量以及消息、畫(huà)面操作圖元等。 而對(duì)于污水處理軟件而言，其能夠?qū)φ麄€(gè)污水處理廠的工藝流程、設(shè)備操作以及參數(shù)設(shè)定等，這種情況下能夠極大的促進(jìn)生產(chǎn)的順利高校運(yùn)行。除了污水處理控制功能之外，對(duì)于這一系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，其中還存在相應(yīng)管理功能，例如歷史趨勢(shì)的查詢(xún)以及對(duì)故障信息進(jìn)行處理等。

（三）上位機(jī)和下位機(jī)通信

PLC 系統(tǒng)針對(duì)MCGS選取，將其作為上位機(jī)，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)觸摸屏一體機(jī)建立，針對(duì)處理現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)施檢測(cè)，同時(shí)還可以結(jié)合設(shè)備運(yùn)行具體狀態(tài)針對(duì)工作狀態(tài)進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題之后則可以及時(shí)派遣工作人員對(duì)其進(jìn)行處理。對(duì)于下位機(jī)而言，則選擇 S7-1200PLC 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行具體控制，這一機(jī)器捉妖生產(chǎn)自西門(mén)子，對(duì)相應(yīng)編程軟件進(jìn)行應(yīng)用，從而控制污水處理系統(tǒng)，對(duì)程序進(jìn)行靈活設(shè)計(jì)。則可以滿(mǎn)足開(kāi)發(fā)商的設(shè)計(jì)需要。在具體通信過(guò)程中，針對(duì)繼電器作出適當(dāng)轉(zhuǎn)換，同時(shí)借助讀寫(xiě)模式，對(duì)其進(jìn)行具體操控，然后使用 PLC對(duì)MCGS 燈進(jìn)行控制，期間所應(yīng)用的模式為只讀模式。而在軟件當(dāng)中，對(duì)OLC繼電器值進(jìn)行采集，則可能對(duì)燈光進(jìn)行控制。

（四） 實(shí)現(xiàn)

對(duì)PLC設(shè)計(jì)工程而言，具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以針對(duì)冰箱的實(shí)際水位作出相對(duì)準(zhǔn)確的測(cè)量，借助地懸浮球，將其設(shè)置在相應(yīng)水箱當(dāng)中，這樣就可以借助地炫富球位置針對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，從而確保相應(yīng)編輯工程數(shù)據(jù)足夠有效[3]。如果水位難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。如果水位難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，就一定要對(duì)二級(jí)高壓進(jìn)行應(yīng)用，關(guān)閉水閥。PLC具體應(yīng)用其原理如圖1所示：

三、實(shí)際應(yīng)用

以某MBR控制站為例，控制范圍主要包含下列內(nèi)容：膜產(chǎn)水系統(tǒng)和維護(hù)行清洗系統(tǒng)和恢復(fù)性清洗系統(tǒng)、風(fēng)管反洗系統(tǒng)等。在傳統(tǒng)控制過(guò)程中，針對(duì)不同MBR膜單元水產(chǎn)管流量計(jì)和產(chǎn)水泵變頻器當(dāng)成是PID控制，相應(yīng)技術(shù)人員需要結(jié)合水的實(shí)際情況，通過(guò)手動(dòng)的形式，設(shè)置單元產(chǎn)水量。但是從現(xiàn)實(shí)角度進(jìn)行分析，市政污水處理廠當(dāng)中的進(jìn)水量不是十分穩(wěn)定，尤其是在夜間，產(chǎn)生波動(dòng)范圍相對(duì)較大，工作人員必須要對(duì)來(lái)水量重點(diǎn)關(guān)注。此外，還需要結(jié)合來(lái)水的實(shí)際情況，通過(guò)手動(dòng)方式針對(duì)MBR膜單元產(chǎn)水量進(jìn)行調(diào)整，這樣操作難度相對(duì)較大。

四、結(jié)語(yǔ)

對(duì)水處理控制系統(tǒng)進(jìn)行具體應(yīng)用過(guò)程中，當(dāng)前主要是使用三種控制模式，分別為手動(dòng)控制模式、半自動(dòng)化控制模式和全自動(dòng)化控制模式。要想促使PLC電氣自動(dòng)化控制水處理系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮，則要求在后期應(yīng)用時(shí)對(duì)其進(jìn)行定期維護(hù)，使用科學(xué)有效的方式進(jìn)一步促進(jìn)電氣自動(dòng)化水處理優(yōu)勢(shì)的全面發(fā)揮，在具體應(yīng)用過(guò)程中必須要對(duì)其定期檢修，提升運(yùn)行水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]許瑩瑩，張劍.基于PLC的電氣自動(dòng)化模塊化控制水處理系統(tǒng)探討[J].化工管理，2019（01）：112.

[2]楊濤，張濤，吳遠(yuǎn).基于PLC的電氣自動(dòng)化控制水處理系統(tǒng)探討[J].河南科技，2018（10）：92-93.

[3]余鳳.關(guān)于PLC的電氣自動(dòng)化控制水處理系統(tǒng)的分析[J].電子世界，2016（16）：98.

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