浅谈水厂自动化的PLC控制

2014-12-24顾惠斌

山东工业技术 2014年21期

顾惠斌

（江苏思圣环保设备有限公司,江苏宜兴 214214）

PLC以其众多的优势取代了继电器，能够实现逻辑运算、顺序控制、定时、计数、运算等强大的功能，利用数字化的输入、输出来对机械设备进行控制。自来水厂的生产中引入PLC控制，极大地提高了生产效率。PLC控制能够进行故障自检，出现问题发出警报，确保生产过程的安全性。

1 水厂自动化控制系统

配电系统、出水泵房、沉淀池以及滤池等的自动化控制共同组成了水厂自动化控制系统，水厂的实际生产情况由控制室的计算机系统来监测和控制，以下详细介绍水厂自动化系统的功能：

（1）显示功能。自动化系统的显示功能包括机械运行状态以及主要生产参数的显示，并通过趋势图展现某些重要参数的变化情况。

（2）报警功能。在生产过程中，如果设备运行出现异常，该系统能够及时检测并发出报警，并显示出具体的报警信息和画面，存储在数据库中可以打印查看。

（3）控制和操作功能。在授权情况下，中控室有权限对生产中的机械设备和进行干预和控制，还可以设定和修改PLC的参数和分控站的程序等。

（4）管理数据库功能。自动化控制系统能够建立生产数据库和事故数据库，生产数据库用于生产数据的储存和分析，事故数据库用于事故的记录。

（5）处理数据库功能。通过对数据库的统计、分析和处理得到生产指标，监控生产情况。

（6）输出和打印报表功能。为水厂提供和各类所需报表。

（7）通讯功能。总调度室发出相应的指令后可获取中控室的所有信息，便于即时通讯。

（8）WEB服务器的建立。通过建立WEB服务器来实现生产信息的共享。

2 水厂水处理流程

自动化控制系统的应用是为了实现水厂生产过程的自动化，不同水厂所采用的生产工艺和设备不同，但是水的处理流程大体一致。通常水厂水处理流程为：取水、制药、加药、混凝、沉淀、过滤、消毒和送水。

胡泊、河流、地表水和地下水等是水厂水的主要来源，在通过水泵抽取的水中存在着大量的杂质，所以要经过一定的处理措施后才能作为饮用水提供给用户。经过净化处理的水去除了原来存在的悬浮物、胶体以及细菌等危害人类健康的有害成分，为人们的生产生活提供合格的水源。水厂取得水源后按照实际的生产需要采用合理的生产工艺，根据工艺参数等条件科学进行混凝剂的配制，在水中加入这些混凝剂和氯气等起到杀菌消毒的作用。此时水与药剂充分混合后会出现颗粒状的凝体，此过程成为混凝。由于氢氧化铝具有较强的吸附作用，利用铝元素的这一化学性质有助于促进杂质和悬浮物等聚结，因此三氯化铝、硫酸铝等成为水厂常用的水处理药剂，它们在水中电离出铝粒子，使不易沉淀的杂质颗粒等形成絮粒状，这些絮状体在重力作用下在水中形成沉淀，使其与水分离。沉淀的过程在沉淀池中进行，经过混凝的水会被引流到沉淀区，再将其合理分配到指定区域，从出口区流出，沉淀下来的絮状物留在沉淀池中。沉淀经过长时间不断的堆积和浓缩堆积了大量污泥，所以需要利用石英砂等具有孔隙的颗粒物将它们排除过滤，并利用滤料层的粘附性使水中的悬浮颗粒被拦截，水中的细小杂质、细菌、有机物等，水得到了进一步的净化。但是此过程中由于石英砂等滤料层中吸附了大量的杂质，所以需要对其进行清洗。

水经过过滤后还要做消毒处理，清除水中残余的细菌病毒等，达到更好的净化效果、最后将处理好的水存于清水池汇中。

3 PLC 控制在水厂自动化控制的应用

3.1 通过PLC能够实现开关量的逻辑控制

开关量的逻辑控制是PLC控制最基本的功能，对水厂的自动化控制影响十分广泛。传统的继电器使用过程复杂，而PLC能够通过简便的操作实现继电器的功能，完成对逻辑控制、顺序控制以及单个设备的控制。此外，在多个水厂生产流水线中，加矾、加氯等操作也可由PLC进行自动化控制。

3.2 PLC的模拟量控制

温度、流量、压力、液位等是不断变化的模拟量，要想对这些连续变化的模拟量进行编程控制，就要实现模拟量与数字量的相互转换，即A/D转换和D/A转换。通常PLC控制系统都会配置有配套的转换模块，模拟量可在编程控制器的作用下进行控制。上述模拟量的闭环控制被称为过程控制，过程控制可由PLC编制的控制算法程序来完成。大中型PLC配置有PID模块，PID调节法在闭环控制系统中的应用十分广泛。