基于PLC的電氣自動化控制水處理系統(tǒng)探討

夏虓 王國穎

【摘 要】論文主要針對基于PLC的電氣自動化控制水處理系統(tǒng)進(jìn)行探究，指出在相應(yīng)的軟件和硬件設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的要點(diǎn)，希望能為PLC電氣自動化控制水處理系統(tǒng)的有效應(yīng)用提供一定的參考。

【Abstract】This paper mainly explores the electric automation control water treatment system based on PLC， and points out the key points in the corresponding software and hardware design， hoping to provide some reference for the effective application of the electric automation control water treatment system based on PLC.

【關(guān)鍵詞】PLC;電氣自動化控制技術(shù);水處理系統(tǒng)

【Keywords】 PLC; electrical automation control technology; water treatment system

【中圖分類號】V444.3+7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）08-0188-02

1 引言

社會經(jīng)濟(jì)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(jìn)作用，從而在一定程度上促進(jìn)了生產(chǎn)力的提升和經(jīng)濟(jì)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(shí)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(dāng)?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(gè)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(jìn)行刷新，并做到持續(xù)重新輸出，使得PLC運(yùn)行能夠更加安全和穩(wěn)定。同時(shí)，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(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性以及靈活性強(qiáng)的特征，有著十分重要的應(yīng)用價(jià)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(yùn)用PLC系統(tǒng)時(shí)，可以充分發(fā)揮編程的特性，在進(jìn)行人為編程的過程中，融入一定的信息化控制手段，進(jìn)行相應(yīng)的機(jī)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(qiáng)和實(shí)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(shí)現(xiàn)手動控制與自動控制之間的實(shí)時(shí)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(shí)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(xué)性。同時(shí)，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(jìn)行及時(shí)調(diào)整，并手動對各個(gè)單元進(jìn)行單獨(dú)操作，設(shè)置自動報(bào)警機(jī)制，有效解決各個(gè)區(qū)域中存在的問題。在水處理過程中，系統(tǒng)保護(hù)和報(bào)警機(jī)制需要控制水箱水位以及負(fù)荷量，保持水箱水位和負(fù)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(shí)，需要啟動自動報(bào)警裝置，保護(hù)高壓泵并測量水壓力值，及時(shí)對相關(guān)異常情況進(jìn)行報(bào)警，可以使得電氣自動化系統(tǒng)運(yùn)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(jì)

PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要結(jié)合水處理設(shè)備的工作運(yùn)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(xiàng)目要求采取適合的解決方案。CPU一般要求配置獨(dú)立的I/O接口，集成裝載儲存器配帶防護(hù)涂層，合理設(shè)置CPU的主頻、平均處理時(shí)間以及最大I/O尋址范圍。通過兩個(gè)互為備份的接口模塊的有效連接，實(shí)現(xiàn)接口模塊的無縫切換。

3.2 軟件設(shè)計(jì)

由于PLC都是以程序形式實(shí)現(xiàn)的，所以PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作大多集中在軟件程序的設(shè)計(jì)上，即梯形圖的設(shè)計(jì)。工作人員應(yīng)加強(qiáng)對工藝的升級和開發(fā)，做好圖形設(shè)計(jì)工作，選擇適合的編程軟件?；赑LC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(shí)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(jìn)行模擬，以檢查程序編寫有無錯(cuò)誤。

3.3 通信方式

選用適合的上位機(jī)對現(xiàn)場的設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測，調(diào)整控制設(shè)備運(yùn)行工作狀態(tài)，讀取儀器的工作情況，并及時(shí)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(gè)凈水處理程序設(shè)計(jì)能夠靈活地進(jìn)行編輯和改變，在應(yīng)用組態(tài)軟件按鈕控制PLC時(shí)，不能直接讀取繼電器輸入的值，要通過內(nèi)部寄存器進(jìn)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(lán)牙發(fā)送。

3.4 PLC在電氣自動化控制水處理系統(tǒng)中的實(shí)際工作情況

在使用PLC進(jìn)行實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要準(zhǔn)確測量水箱的實(shí)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(xué)性和合理性，對于不能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(yùn)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(yùn)行質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)水處理系統(tǒng)的順利安全工作。

【參考文獻(xiàn)】

【1】劉栓，王太通.PLC控制系統(tǒng)在污水處理過程中的應(yīng)用[J].礦山機(jī)械，2003（9）：66-67.

【2】劉振鵬.基于PLC的電氣自動化控制水處理系統(tǒng)探討[J].中國高新技術(shù)企業(yè)（中旬刊），2016（12）：169-170.