基于PLC的電氣自動(dòng)化控制水處理系統(tǒng)分析

金君華

摘要：本文將基于PLC技術(shù)的概念和發(fā)展方向，對(duì)當(dāng)前基于PLC的電氣自動(dòng)化控制水處理系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析闡述，從精度、運(yùn)行以及運(yùn)維三個(gè)角度分析當(dāng)前水處理系統(tǒng)中存在的不足，進(jìn)而提出相應(yīng)的優(yōu)化策略。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù);電氣自動(dòng)化控制;水處理系統(tǒng)

前言：隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的持續(xù)推進(jìn)，如今社會(huì)對(duì)于水處理的需求及要求也在不斷提升。然而相對(duì)西方發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō)，我國(guó)水處理相關(guān)理論及技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用起步時(shí)間較晚，但由于我國(guó)極為重視水處理相關(guān)理論、技術(shù)的發(fā)展，所以在經(jīng)過(guò)多年發(fā)展以后也取得了諸多研究成果。其中基于PLC的電氣自動(dòng)化控制水處理系統(tǒng)作為一種自動(dòng)化水處理技術(shù)，可以有效提高水處理效率及效果，進(jìn)而滿足社會(huì)需求的同時(shí)，推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的有序落實(shí)。

一、PLC技術(shù)的概念及控制原理

（一）PLC技術(shù)的概念

PLC技術(shù)作為一種數(shù)字運(yùn)算電子操作系統(tǒng)，其主要通過(guò)可編程存儲(chǔ)器對(duì)控制程序進(jìn)行存儲(chǔ)，并在日常應(yīng)用過(guò)程中執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)控制、技術(shù)等面向用戶操作指令，并由此來(lái)控制各類機(jī)械設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)。

（二）PLC技術(shù)的發(fā)展方向

現(xiàn)階段，PLC電氣自動(dòng)化控制技術(shù)大多用于多品種小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)計(jì)，相對(duì)于傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)來(lái)說(shuō)，PLC技術(shù)具有更強(qiáng)的自動(dòng)化特征，并與數(shù)控技術(shù)、人工智能技術(shù)等技術(shù)手段共同作為我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的未來(lái)重要發(fā)展方向。近些年來(lái)，在各類新興科學(xué)技術(shù)的支持下，PLC技術(shù)也開始步入到高速發(fā)展階段，并在結(jié)合人工智能技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以后逐步實(shí)現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，進(jìn)而更有利于PLC技術(shù)的普及應(yīng)用[1]。

在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，PLC技術(shù)不僅可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行程序編程及自動(dòng)化控制，還可以實(shí)現(xiàn)編程的在線輸入傳輸效果，并通過(guò)相關(guān)控制總線來(lái)構(gòu)建區(qū)域PLC控制網(wǎng)絡(luò)體系，進(jìn)一步推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)。同時(shí)，還需要確保PLC技術(shù)應(yīng)用遵循“由上及下”的順序，并在實(shí)際控制程序傳輸和刷新過(guò)程中通過(guò)中心處理器來(lái)保證系統(tǒng)的整體運(yùn)行穩(wěn)定性，提高PLC技術(shù)的應(yīng)用安全性和使用效果。

（三）PLC技術(shù)的電氣自動(dòng)化控制優(yōu)勢(shì)

相對(duì)于傳統(tǒng)電氣控制技術(shù)，PLC技術(shù)在當(dāng)前水處理控制中表現(xiàn)出極為明顯的優(yōu)勢(shì)。結(jié)合實(shí)際情況來(lái)看，PLC技術(shù)不僅可以提高水處理自動(dòng)化水平，進(jìn)而提高水處理自動(dòng)化生產(chǎn)效率及效果，降低生產(chǎn)成效，提高經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，還可以保障設(shè)備與操作人員之間的和諧關(guān)系，降低設(shè)備操作難度，降低因操作人員誤操作所引發(fā)的生產(chǎn)事故問(wèn)題。具體來(lái)說(shuō)，PLC技術(shù)的電子自動(dòng)化控制優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

第一，可靠性優(yōu)勢(shì)。一方面，PLC技術(shù)可以對(duì)水處理中可能會(huì)存在的各類干擾因素進(jìn)行有效控制;另一方面，在復(fù)雜工作環(huán)境下，PLC技術(shù)可以有效降低外界因素對(duì)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的負(fù)面影響[2]。

第二，自動(dòng)化優(yōu)勢(shì)。在水處理電氣控制中引入PLC技術(shù)將可以有效提高生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化控制水平，提高系統(tǒng)的整體反應(yīng)速度同時(shí)，還能夠加強(qiáng)生產(chǎn)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互效率及效果，降低生產(chǎn)過(guò)程中人為控制要求，進(jìn)而綜合提高生產(chǎn)效率及效果。

第三，故障診斷優(yōu)勢(shì)。PLC技術(shù)可以實(shí)時(shí)分析監(jiān)測(cè)各生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并由此對(duì)故障情況進(jìn)行有效診斷，并通知專業(yè)人員進(jìn)行故障處理，降低故障對(duì)生產(chǎn)所造成的影響。

二、基于PLC的電氣自動(dòng)化控制水處理系統(tǒng)分析

現(xiàn)如今，水處理企業(yè)所采用的基于PLC的電氣自動(dòng)化控制水處理系統(tǒng)通常由遠(yuǎn)程輸入輸出單元、中央控制站、數(shù)據(jù)服務(wù)器、計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)以及PLC控制站等5部分組成。相關(guān)設(shè)備通常采用以太網(wǎng)進(jìn)行相互連接及數(shù)據(jù)交互，并在PLC技術(shù)的支持下構(gòu)成自動(dòng)化控制系統(tǒng)。在具體應(yīng)用過(guò)程中，水處理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)水處理全過(guò)程數(shù)據(jù)采集、設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳輸以及設(shè)備管理等諸多功能，同時(shí)，操作人員還可以通過(guò)遠(yuǎn)程操作的方式對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行手動(dòng)控制，而在正常運(yùn)行過(guò)程中，生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)行將會(huì)由PLC技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)化控制。具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)水處理相關(guān)要求，結(jié)合酒精采集和單元控制等控制系統(tǒng)劃分原則，可將水處理系統(tǒng)分為預(yù)處理、脫水間、變配電、MBR、臭氧發(fā)生間等5個(gè)PLC控制站[3]，并且因?yàn)椴煌瑔卧膶?shí)際控制功能存在一定差異，所以還需要根據(jù)不同控制站相關(guān)水處理的功能要求，對(duì)控制站的具體結(jié)構(gòu)、功能進(jìn)行具體細(xì)化構(gòu)建。

三、基于PLC的電氣自動(dòng)化控制水處理系統(tǒng)中存在的不足及解決措施

（一）精度方面

結(jié)合實(shí)際情況來(lái)看，水處理系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)水處理環(huán)境以及其他內(nèi)外部因素的影響出現(xiàn)運(yùn)行問(wèn)題，其中最為突出的問(wèn)題便是生產(chǎn)設(shè)備控制精度問(wèn)題，在深入分析后發(fā)現(xiàn)，水處理系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中將會(huì)受到水腐蝕等因素的影響，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)線路及零部件老化，以至于具體應(yīng)用過(guò)程中PLC控制養(yǎng)好延遲較高，尤其是在一些設(shè)備接線以及連接點(diǎn)處，更是處于故障高發(fā)區(qū)域，最終引發(fā)系統(tǒng)控制進(jìn)度下降情況。對(duì)此，一方面需要強(qiáng)化水處理系統(tǒng)的整體控制性能，并對(duì)主界面控制功能模塊進(jìn)行有效更新，通過(guò)軟件角度來(lái)提高信號(hào)傳遞穩(wěn)定性;另一方面則需要通過(guò)耐腐蝕材料替換現(xiàn)有設(shè)備材料，進(jìn)而提高設(shè)備材料的耐腐蝕性能，延長(zhǎng)設(shè)備材料的使用壽命，通過(guò)硬件角度提高系統(tǒng)控制精度。

（二）運(yùn)行方面

在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，因?yàn)槠渌姎庠O(shè)備運(yùn)行中所產(chǎn)生的電磁信號(hào)影響，使得PLC所發(fā)出的控制指令在傳輸過(guò)程中易出現(xiàn)中斷、丟失等問(wèn)題，進(jìn)而嚴(yán)重影響水處理系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)際控制效果。對(duì)此，一方面需要對(duì)水處理系統(tǒng)進(jìn)行防電磁干擾處理，阻斷外部因素對(duì)系統(tǒng)信號(hào)傳遞所造成的影響;另一方面，需要進(jìn)一步完善系統(tǒng)故障檢測(cè)功能，促使系統(tǒng)故障檢測(cè)靈敏性進(jìn)一步提升，進(jìn)而及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理故障問(wèn)題。

（三）運(yùn)維方面

一直以來(lái)，水處理企業(yè)都面臨著生產(chǎn)設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行處理問(wèn)題，相關(guān)問(wèn)題主要體現(xiàn)在運(yùn)維人員專業(yè)素質(zhì)較低、缺乏職業(yè)責(zé)任感以及其他缺乏科學(xué)運(yùn)維機(jī)制等情況，以至于系統(tǒng)運(yùn)行中各類故障隱患無(wú)法得到有效發(fā)現(xiàn)和處理，以至于系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行受到嚴(yán)重影響。對(duì)此，水處理企業(yè)一方面需要在業(yè)內(nèi)專業(yè)人士的幫助下，對(duì)現(xiàn)有員工培養(yǎng)機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化完善，綜合提升運(yùn)維人員專業(yè)素質(zhì)水平和崗位責(zé)任感;另一方面企業(yè)需要結(jié)合自身水處理系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)際情況，根據(jù)各類生產(chǎn)設(shè)備的特點(diǎn)，制定完善的運(yùn)維時(shí)間表，并要求運(yùn)維人員嚴(yán)格按照此時(shí)間表進(jìn)行實(shí)際運(yùn)維工作。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，雖然基于PLC的電氣自動(dòng)化控制水處理系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)電氣控制技術(shù)更具優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中仍然存在諸多問(wèn)題，對(duì)此，水處理企業(yè)必須要結(jié)合自身實(shí)際情況，綜合分析問(wèn)題的產(chǎn)生原因，進(jìn)而提出相應(yīng)的解決策略，從而有效保障水處理系統(tǒng)功能的最大化發(fā)揮，綜合提高水處理效率及效果。

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，2019，508（01）：118.

[2]王陽(yáng).電氣自動(dòng)化控制技術(shù)在污水處理廠曝氣量控制中的應(yīng)用分析[J].科技資訊，2020，018（003）：53-54.

[3]葛新東.基于PLC的電氣自動(dòng)化控制水處理系統(tǒng)探析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2019，000（006）：13-14.