水处理控制系统中PLC组态软件的运用

张国领

江苏核工业格林水处理有限责任公司

水处理控制系统中PLC组态软件的运用

张国领

江苏核工业格林水处理有限责任公司

作者介绍了PLC组态软件在水处理控制系统中的运用，重点阐述了该系统的组成要素和功能特点。该软件自应用以来，帮助水处理控制系统运作正常，符合国家发展标准和要求，对系统的完善和改进发挥了积极的作用，在保质保量的前提下提供给广大用户极大的便利。

PLC；组态软件；水处理；完善和改进

1、前言

水处理控制系统是国家水电站发电设备中的重要组成部分，该部分运行的可靠性、安全性和稳定性直接影响到国家水电站的发电情况和处理进度，由于水处理控制系统设备数量多、操作步骤多和工艺复杂，不能很好地领会控制系统的思想，也不能有效地维护控制。

该套水处理控制系统是国家有关部门长时间研制及重金投入开发，主要是通过PLC组态软件对多介质过滤器的投运、停运、再生、清洗、再生实行手动、半自动及全自动机能控制，大大节省了人力，节约了生产成本，提高了工作效率，加快了系统运作的速度，在保质保量的前提下提供给广大用户极大的便利。

1.1 水处理控制系统

水库来水——多介质过滤器——中间水箱——升压泵——过滤系统——清净联网系统——中和池排污泵——全自动风机——地下水箱——发电系统——水电站

1.2 水处理控制系统的特点

该系统根据管理集中、控制分散的原则，采用分布式系统结构，将整个控制结构分为三层，第一层为中央控制层，主要完成设定值的操作输入通讯及运行管理；第二层为现场控制层，以PLC为控制核心，实现数据的采集、控制算法的实现、控制命令的下发以及传输信号的连锁反应功能；第三层为最终执行层，即各类的感应器和传送器等，完成上一层下达给下一层的所有控制指令和数据采集。

系统的操作功能要求系统能够在现场设备无故障的情况下实现自动化，一般情况下设备的启动和单步操作方式必须选择整组营运才可以进行下一步的深度分析。操作程序启动时能够自动检测，自动提示，自动报警，便于管理和数控。

因为水处理控制系统比较复杂庞大，所涉及的控制对象比较多，由于PLC可编程控制器的CPU功能性强，可选范围广并具有通用的处理结构，通用指令系统和高性能的通讯系统，允许与其他装置相互连接，这大大增强了应用控制和数据交换能力。当水处理控制系统设备规模较大，控制功能较为复杂的时候，采用这种分散式控制结构，可以充分发挥PLC组态软件强大的运输处理能力和协助终端分析理解能力。将PLC用于水处理控制系统中，大大减轻了操作人员的劳动强度，提高了生产效率和系统运行的安全性和稳定性，为社会创造了有利价值，实现了科学发展观的管理模式。

2、系统组成

本系统采用PLC组态软件+水处理自动控制方式进行。系统采用新型配置：大型终端CPU、电源模块、通讯单元采用采用双机热备转化配置。大型终端CPU通过双机采录相关信息后，当一台CPU发生突发故障时，系统可自动切换至另一台CPU运行。当一路通讯中断时，系统可自动切换到另一条网路通讯，当主机功能出现故障时系统可自动切换至备用单元进行下一单元的传输，可保障系统继续进行，保证了处理过程的稳定性和可靠性。

处于底层的过程控制级一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和全局控制，并通过数据通信网络传送到生产监控级计算机。生产监控级对来自过程控制级的数据进行集中和管理。

2.1、软件组成

PLC组态软件使用可编程序的记忆以存储指令，用以执行逻辑、顺序、计时和计算功能，通过系统输入的相关数据进行编排和重置，并通过模拟信号进行输出，以控制各种机械的正常运行。PLC组态软件是有专业性的，只能适合于某种领域内大型终端机器使用的软件。工作控制中形成的组态结果是用在实时监控处理系统的全方位信息采集的，所分为控制层、监控层、管理层三层，不但及时实现对现场的实时监测与自动控制，且在处理控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。

CPU作为PLC的核心，它按PLC的程序赋予的功能接受并储存水处理控制系统输入的所有用户数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态进行综合分析，并存入规定的寄存器中进行编排。作为水处理控制系统的重要核心组成部分，PLC与各种机械的电器回路接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。

2.2、软件的具体操作流程：

电源输入—内部处理信息—分析数字信号—输入处理（远程输送）—通信服务综合运用（外设、总线服务）—更新数据库—特殊寄存器—运行方式选择—执行判断程序—输出处理—再次执行判断—PLC服务正常—存放并通知错误结果—CPU进行强制停止—修正错误存入正确信息—连接最终系统中枢。

运行于系统人机界面的工作站、服务器等软件，将提供最终整理和收集的信息进行事件分析，进行远程操作控制等应用功能。

该系统要求在PLC组态软件的控制下实现多介质过滤器的投运、停运、反洗过程；中间水箱自动接受信号运作，通过水位的高低来反馈信号给多介质过滤器以决定投运数量；超滤变频升压泵自动启停、变频调节、以及对过滤器的反洗；过滤系统经过信号转换刺激反洗过程持续升级，启动联网系统进行清净模式，促进水循环的洁净度；分离排出的污水经过排污泵的筛查功能，分离出干净的水体；再经全自动风机降低系统的温度和热度，帮助地下水箱顺利接水、抽水、蓄水等步骤实现水处理控制系统的正常操作。

我们必须对PLC进行合理的系统组态和配置，既要力求科技含量高、工艺先进、操作简单和效果明显，又要做到系统结构合理、性能价格比高。在长期的PLC的实践中，才能总结出比较出色的软件设备操作，水处理控制系统进行充分的投入后，才能有效提供系统运行的效率和制水质量，为电力的进行做好有力的保障。