基于PLC的电气自动化控制水处理系统探讨

2015-11-07商洛学院电子信息与电气工程学院沈吉文

电子世界 2015年14期

关键词：预警系统电气故障

商洛学院电子信息与电气工程学院沈吉文

商洛学院电子信息与电气工程学院沈吉文

随着科技的发展，生产水平不断的提升，对水处理系统的要求相应的提升，加强PLC的电气自动化控制在水系统的分析运用是很有必要的。本文主要阐述了基于PLC的电气自动化控制水处理中出现的问题以及相应的措施。

PLC；电气自动化；水处理系统

引言

随着社会不断的发展,经济体制的改革,水处理系统运用先进的技术和方法,能够有效的减少对环境的破坏,提升企业的生产效率和生产力。基于PLC的电气自动化控制水处理系统是能够满足企业的水处理的生产需求和处理效率的提升。水处理系统主要通过采用各种方式方法将水中的污染物进行分离,或者将其转化成稳定和无害的物质,进而使得原水得到净化,减少对环境的污染。PLC主要是以自动控制技术、计算机技术和通讯技术等作为基础,并逐步发展起来的通用型控制器,是专门应用于工业控制的一种计算机。

1 中国水处理市场的现状

随着城市的发展,经济的增长,水处理在国民生活和生产中占有非常重要的地位。衡量一个国家生活、生产水平高低和文明程度的重要的标准之一是水处理系统的有无以及水处理技术的先进程度。

随着我国改革开放以来,经济的发展和生产力的提升给人们的精神和物质生活带来了较大的变化。经济快速的发展同样也给生态环境和自然资源造成一定的破坏。目前,我国水处理技术相对来说还比较落后,比如离子交换除盐、化学软化和加氯消毒等水处理方法,还有着牺牲环境、消耗资源、不能做好环保效果等不足之处。加强水处理技术研发、减少水处理对环境的污染、对污染水源的有效处理是当前水处理工作所必须注重的。提升我国水处理技术的创新和研发,才能有效的解决水处理工作中所出现的问题。

2 PLC的概念与特点

PLC主要是一种编程逻辑控制器,采用了可编程的存储器,按照用户程序的指令,根据数字或者模拟式输入、输出等来对不同类型的机械或者生产过程进行控制。

PLC主要的特点具体表现在以下几方面：

(1)PLC的应用,在PLC中接口比较简单、直观,一些相关的技术人员能够较快地掌握系统的应用方法,并且在运用过程中,其操作指令和操作的控制也比较基础。对PLC 的应用简单、适用,由此在一些不同的电气控制环境下都能够很好的运用及兼容。

(2)PLC的系统结构,该系统大小可以自动调整,根据实际的运用生产需要来对大小进行调整。对于大型的PLC主要的特点是运算速度快、容量大的特点,对于小型的PLC系统有着安装方便、体积小和耗能较低的特点。

(3)PLC的抗干扰能力,在设计PLC中就采用了比较强的抗干扰技术,并且还配备了相关的预警系统,应用范围广、适应性强,能够满足用户不同的实际需求。

(4)PLC的维护,在设计PLC过程中,所采用的设计方法主要是存储逻辑性,这就使得设计控制系统与设备的外在进行连线时,所需的时间大幅度减少,进而使得对系统的维护工作更加的方便。

3 PLC在水处理中的应用

在企业生产中,水处理的工艺流程比较复杂,尤其是对化学水的处理,在以往通常都是采用继电器对程序进行控制,由于在安装中接线比较复杂,修改程序比较困难,维护的工作量比较大和相关的水处理系统设备老化等因素,都使得水处理系统的可靠性偏低,并且使用频率较少。

为了能够对继电器控制存在的缺陷进行改善,采用PLC对程序进行控制,能够有效的解决水处理系统中出现的问题。

PLC编程方便、便于使用、可靠性高、对运用的环境要求比较低等特点,PLC正在广泛被使用,在水处理系统中,运用PLC电气自动化控制,有效的对水处理进行实时控制和自动化监测,提升水处理效率,减少生产能耗,促进企业水处理系统可持续发展。

4 PLC程序设计

PLC电气自动化控制程序设计主要包括阳离子交换器、过滤器、停运程控、阴离子交换器投运、和再生程控。如图1所示,当系统进行工作时,首先会按照次序对阴离子交换器和阳离子交换器进行清洗,然后整个系统正式开始工作,进行水处理。根据电导率传感器可以对水的电导率进行检测,判定是否符合相关的标准,当符合系统的所设定的标准,那么就对水进行过滤,当不符合标准时,那么就重复进行清洗工作,直到符合排水标准为止。

图1 系统总流程图

5 PLC电气自动化控制水处理系统所出现的问题

5.1 经常性控制出错

控制系统内部由于线路老化、自然动物的破坏、机械拉扯等多方面的因素,使得输送信号线路出现故障,从而导致控制出现差错,这种情况,PLC控制系统无法正常的接受到相关的信息,不能正常的判断,进而在对水处理系统控制运行中出现错误。PLC系统不能有效正确的运行,生产流程可持续性不能得到保证,影响水处理环节的工作效率。

在操作车间现场电磁开关和电动阀等设备如果没有彻底关闭或者在打开的时候没有充分闭合的话,就会使得传输和现场数据收集出现故障,LPC系统无法正常对信号进行接收,或者是接收到错误的信号。影响运作系统正确的分析,出现控制出错或是系统循环自检而引发的故障。

对于接线与触点的接触不良会导致水处理系统出现故障,无法正常的运作。这种情况出现的原因一般是触电接触出现损坏或者接线不牢固等,这些因素会使得现场信号无法对数据生成,影响信号的传递和主机的控制,PLC控制分析处理系统对相关的数据不能有效的采集,在处理的过程中影响着水处理系统的综合分析的效率和数据输出的及时性。

5.2 执行出现差错，干扰指令执行

在实际的操作过程中,执行出现差错主要的原因在于控制负载的接触器出现故障、控制负载的接触器之间的接触性不严密、电磁干扰,使得LPC发出的动作执行指令没有办法完整的传递到执行端口,PLC控制系统应用中无法依照设定的要求完成动作。

对于电动阀自身故障、机械开关。一般是电动阀出现松动、机械开关接触不良等原因,这些原因都会导致控制系统无法正常进行工作。其他的因素,如控制变频器因外力造成的损坏或自身质量问题等故障,也会使得变频器所带电动机无法正常运行,进而使得系统无法正常运行。

5.3 对PLC电气自动化水处理系统管理与维护工作不够重视

目前,基于PLC电气自动化控制水处理发展中,对相关设备的管理和维护的不够重视是水处理系统中主要的问题,随着对水处理的要求越来越高,这也就使得PLC电气自动化控制设备在工作中所承受的负荷比较大,长期的使用下去,就会使得设备存在超荷、超压现象出现。当前,对于PLC电气自动水处理系统的管理工作还不够到位,一些管理者没有安排专业的工作人员对水处理设备定期进行检查。还有一些企业的管理人员虽然对水处理设备的维护指派了专业的人员,但是在实际的管理与维护工作中没有落实到位,对水处理设备的管理与维护工作的认识还不够充分,使得水处理设备存在一些隐患,提升了水处理设备受损的概率,影响着正常水处理工作流程。

5.4 管理和维护工作人员水平还有待提高

在企业的生产中,PLC的电气自动化和水处理设备构成水处理系统,其中主要包括执行元件、控制元件动力元件和辅助元件［1］。对于一些设备的管理机构由于缺少相关的专业维护人员,使得不能够对水处理机械设备进行针对性的修理。在实际的水处理设备工作中,工作人员专业知识比较缺乏,专业水平相对较低,这就使得对于水处理系统检测中不能发现问题的所在,制约了对水处理工作的有效进行［2］。一些维护人员对系统进行日常的维护,很难发现机械运行中的隐患,部分员工的工作积极性和工作责任意识不高,这些都使得PLC电气自动化控制水系统工作中效率不能有效提升,阻碍了企业能源经济的发展。

6 PLC电气自动化控制水系统的应用对策

6.1 加强PLC控制系统中输入信号的可靠性

在实际的操作中,必须保证所选用的控制系统中的设备和相关零部件具有耐用性以及可靠性,避免出现配件自身的原因而造成传送信号线出现故障［3］。对于其他的措施主要包括对主界面功能模块的设计和更新等,加强信号的可靠性了减少控制系统的出错率,提高系统控制的灵敏度,更好的让系统对信息进行分析并做出正确的判断,确保水处理系统正常运行。

6.2 完善LPC电气控制系统的预警系统

对于LPC电气控制系统要加强和完善预警系统,对配置的要求上要可靠和人性化,构建智能化网络一体化的故障预警系统,确保对水处理环节的有效监督和安全控制防范,避免由于相关机械设备出现的故障而影响水处理系统正常运行［4］。加强水处理系统设备的预防,对相关的管理制度严格执行,并且根据相关的机械设备流程执行。根据水处理设备的维修使用情况,对各种维修数据进行收集,然后按照不同的水处理设备的使用情况进行综合分析,对相关的故障出现的规律和原因进行记录,从而确定维护的周期,确定管理的责任划分,有利于提升PLC电气自动化水处理设备的使用效率［5］。企业加强对预警系统的研发力度,组织相关的专业人才或者是聘请专业团队对预警系统进行构建和完善,在此过程中,要考虑自身的实际情况,结合仪器的具体参数,制定人性化、安全性、可靠性的预警系统,从而确保企业水处理系统可持续化发展。

6.3 提升管理与维护工作人员的综合素质

在PLC电气自动化控制水系统中,根据目前技术设备综合性人才缺乏的情况,应该要加强对各种层次、各种类型的综合性人才队伍培养,以此来满足PLC电气自动化控制管理与维护的需要［6］。推动PLC电气自动化控制水系统研发创新,更应该对现有的PLC电气自动化控制水系统管理与维护人员进行强化培训,提升自我的职业道德素养,并且能够让他们能够充分认识到水处理设备在水处理系统中的重要性［7］。管理与维护的相关的工作人员在工作中应该树立工作责任意识,提升工作的积极性,从而减少因工作人员自身的行为而导致的相关的设备故障的损失。对于一些机械设备的相关企业应该要对技术维护人员的政治思想教育工作要合理的开展,能够让相关的技术人员了解到工作中的失误出现的相关的问题以及导致的经济损失。通过互联网技术和相关的信息技术,对相关的人员进行指导,更好的培养实践性人才,保障水处理设备发展稳定,满足PLC电气自动化控制水系统管理与维护过程中对人才的需求,促进 PLC电气自动化在水系统上更好的实行。