PLC在凈水處理中的應(yīng)用

張晉祎 張廣平

1沈陽(yáng)圣源水務(wù)有限公司 遼寧沈陽(yáng) 110000

2.沈陽(yáng)鼎訊科技有限公司 遼寧沈陽(yáng) 110000

1 凈水工程中的可編程序控制器應(yīng)用

1.1 工藝簡(jiǎn)介

可編程序控制器在凈水工程當(dāng)中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。以三亞西部供水工程為例，三亞西部供水工程屬于常規(guī)工藝，從混凝-沉淀-過(guò)濾-消毒的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程是先由泵房江水庫(kù)當(dāng)中的水打入凈化器中與凈水器混合，然后通過(guò)過(guò)濾再加上水沉淀劑聚合沉淀過(guò)濾后得到的清水，最后加氯氣消毒，將水放入清水池當(dāng)中，最后再通過(guò)水泵高壓供水，這樣就可以將水流向千家萬(wàn)戶，沉淀后得到的沉淀殘?jiān)鼤?huì)在濃縮后經(jīng)排污管道外運(yùn)。

1.2 工程系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)共分三層，管理控制現(xiàn)場(chǎng)。上次網(wǎng)絡(luò)分別基于TCP杠ip協(xié)議的高速以太網(wǎng)，工業(yè)以太網(wǎng)，現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)四臺(tái)主機(jī)，四臺(tái)生產(chǎn)管理計(jì)算機(jī)，還有兩臺(tái)打印機(jī)。工業(yè)以太網(wǎng)的通訊介質(zhì)是光纜，有五個(gè)PLC現(xiàn)場(chǎng)控制站都與之相連，接電源是相互獨(dú)立的。其中接口模塊，通訊模塊等每個(gè)站都配備的有相應(yīng)的ups，讓系統(tǒng)的可靠性得到了進(jìn)一步保證。而配置的兩臺(tái)打印機(jī)更是具備實(shí)時(shí)報(bào)警和報(bào)警記錄的打印功能，可以提供報(bào)表和報(bào)警信息的打印服務(wù)。兩臺(tái)操作站計(jì)算機(jī)可以通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)控，現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控可以實(shí)時(shí)傳遞給監(jiān)視者。并且提供了功能全面，簡(jiǎn)單易操作的界面，可以讓大家通過(guò)比較簡(jiǎn)單的操作。對(duì)于實(shí)際的運(yùn)行狀態(tài)準(zhǔn)確監(jiān)控，了解現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)情況[1]。

1.3 功能詳細(xì)解析

自動(dòng)控制系統(tǒng)分為三種控制形式，集中控制，自動(dòng)控制以及現(xiàn)場(chǎng)控制，而其中的集中控制是指的在單元PLC聯(lián)網(wǎng)的情況下，由中央的控制室進(jìn)行主控制。中控制是指的自控系統(tǒng)，直接根據(jù)工藝參數(shù)和設(shè)備運(yùn)營(yíng)狀態(tài)按照既定程序自動(dòng)完成生產(chǎn)，這個(gè)過(guò)程當(dāng)中是可以完全脫離人工掌控的。而現(xiàn)場(chǎng)控制則是由人在觸摸屏上進(jìn)行控制。而在凈水工程當(dāng)中，一般這三種模式是可以自由切換的。根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中設(shè)備的數(shù)據(jù)，信號(hào)參數(shù)的不同，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息可以直接通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)終端發(fā)到中央控制室來(lái)進(jìn)行處理，同時(shí)可以實(shí)時(shí)對(duì)信息進(jìn)行反饋記錄，并且可以通過(guò)打印機(jī)進(jìn)行備份。

中央控制主要實(shí)現(xiàn)了以下幾個(gè)功能：

（1）工藝流程監(jiān)控功能。這項(xiàng)功能是可以按照要求對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的。整個(gè)污水處理過(guò)程可擠在實(shí)時(shí)監(jiān)控下進(jìn)行，并且可以及時(shí)調(diào)整各環(huán)節(jié)的順序和時(shí)間。

（2）動(dòng)態(tài)顯示視圖。動(dòng)態(tài)視圖這一功能在生產(chǎn)流程當(dāng)中也是非常重要的，可以顯示全廠平面圖，工藝流程圖，供電系統(tǒng)，甚至是工藝參數(shù)，電氣設(shè)備運(yùn)營(yíng)的各種數(shù)據(jù)圖表。這些圖表的編輯器上，我們可以靈活的對(duì)于對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，分析和統(tǒng)計(jì)，可以迅速完成數(shù)據(jù)的歸納與分類，能夠及時(shí)從形象的視圖當(dāng)中得到數(shù)據(jù)的具象化體現(xiàn)。

（3）數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)上傳。數(shù)據(jù)的記錄存儲(chǔ)也是非常重要的一點(diǎn)，它可以將現(xiàn)場(chǎng)所產(chǎn)生的凈水相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至云端，發(fā)送到總機(jī)處。這樣就可以通過(guò)這些對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)制作成各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)圖，并根據(jù)統(tǒng)計(jì)出來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)分析?？梢钥焖俚贸?。真實(shí)，客觀，有效的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果幫助完成數(shù)據(jù)分析和生產(chǎn)流程優(yōu)化[2]。

（4）自動(dòng)報(bào)警及記錄。當(dāng)然自動(dòng)報(bào)警和記錄也是配套凈水工程所具有的功能，一旦相關(guān)設(shè)備受到惡意人為損壞或者現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)了影響生產(chǎn)流程的違法行為，這邊會(huì)自動(dòng)識(shí)別并會(huì)觸發(fā)自動(dòng)報(bào)警功能，而且報(bào)警之后會(huì)留下相應(yīng)的報(bào)警記錄，這樣可以為現(xiàn)場(chǎng)的安全提供實(shí)施保障，哪怕現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控人員臨時(shí)離開(kāi)也可以觸發(fā)自動(dòng)報(bào)警機(jī)制，這樣就為現(xiàn)場(chǎng)工作的人員提供了人身安全上的保障。

（5）聯(lián)鎖及多級(jí)口令保護(hù)。系統(tǒng)檢測(cè)到故障時(shí)會(huì)直接觸發(fā)聯(lián)鎖保護(hù)，根據(jù)供氣要求的對(duì)應(yīng)參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)，確保整個(gè)自動(dòng)生產(chǎn)工藝過(guò)程當(dāng)中不出現(xiàn)較大問(wèn)題。而且，在中央管理中心時(shí)監(jiān)控計(jì)算機(jī)操作權(quán)限不同，不同權(quán)限的操作員必須要輸入正確口令才可以訪問(wèn)對(duì)應(yīng)畫面，整個(gè)監(jiān)控管理機(jī)制完善，系統(tǒng)安全性極高。

2 可編程序控制器（PLC）在凈水領(lǐng)域的應(yīng)用前景

2.1 人工智能

互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，數(shù)字化，智能化，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展理念在許多行業(yè)認(rèn)可和接受了水凈化處理行業(yè)也開(kāi)始應(yīng)用到這一關(guān)鍵技術(shù)。而可編程序控制器也開(kāi)始應(yīng)用到數(shù)字智能化的發(fā)展，并不斷的在更新演變。在未來(lái)，可編程序控制器有望發(fā)展成人工智能的處理形式，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行。智能化分析給出智能化處理方案，這樣就可以最大程度的實(shí)現(xiàn)人力資源優(yōu)化，通過(guò)智能化系統(tǒng)處理工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工操作，然現(xiàn)在的整體系統(tǒng)已偏向自動(dòng)化，但仍需要經(jīng)常關(guān)注，其實(shí)較為復(fù)雜的情況還需要工作人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理。但隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展和大數(shù)據(jù)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在未來(lái)可通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)于常見(jiàn)問(wèn)題的解決方案在終端給出合適的處理方式，在未來(lái)五年內(nèi)，可編程序控制器在凈水領(lǐng)域的應(yīng)用，有望讓首批應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)的凈水相關(guān)廠商降低50%左右的人員崗位需求[3]。

2.2 云端數(shù)據(jù)緩存與分析

近期，云計(jì)算技術(shù)也被逐漸運(yùn)用到近水領(lǐng)域當(dāng)中，可編程序控制器也開(kāi)始逐漸利用云計(jì)算來(lái)進(jìn)行程序優(yōu)化。云端數(shù)據(jù)緩存和分析的速度相對(duì)學(xué)局域芯處理器來(lái)說(shuō)往往會(huì)更快，而且數(shù)據(jù)數(shù)量更多，可以通過(guò)讓更多的數(shù)據(jù)得出更加精準(zhǔn)有效的分析結(jié)論。而在凈水過(guò)程中，一些實(shí)際情況得出的數(shù)據(jù)需要結(jié)合其它歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)化分析。而云端數(shù)據(jù)緩存與分析可以省去重新去了解宏觀數(shù)據(jù)并結(jié)合分析的過(guò)程，將收集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到云端，結(jié)合其他數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化分析，得出相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果與分析，這樣就可以讓整個(gè)進(jìn)水工程的生產(chǎn)工藝流程得到進(jìn)一步優(yōu)化，提升運(yùn)營(yíng)效率。

3 結(jié)語(yǔ)

科技發(fā)展飛速的今天，數(shù)字化和智能化概念已經(jīng)深入人心，可編程序控制器也在不斷的演化和發(fā)展?，F(xiàn)如今在凈水領(lǐng)域也有了非常廣泛的發(fā)展。相信在未來(lái)大數(shù)據(jù)技術(shù)，云計(jì)算等綜合高新科技產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的今天，可編程控制器PLC在凈水領(lǐng)域的應(yīng)用會(huì)更加廣泛。