微探PLC变频控制系统在大型水处理装备上的应用

梁亚秋

广州开发区水质净化管理中心

微探PLC变频控制系统在大型水处理装备上的应用

梁亚秋

广州开发区水质净化管理中心

随着社会的不断发展，科技的不断进步，我国各个领域均得到了很好的发展，尤其在PLC技术得以广泛应用后，其所独有的优势使得工业生产方面得到了更大的提升。该技术在应用的过程中一直在完善和优化，如今在大型水处理装备方面的应用最为广泛。本文通过查阅相关资料，简要介绍了工艺、变频控制系统工作原理、变频控制系统集成，以及变频控制系统软件设计，以期能够为拓展PLC变频控制系统应用范围与质量方面提供有价值的参考。

PLC变频控制系统；大型水处理装备；工艺；工作原理；系统集成；软件设计

前言

PLC在我国已经存在多年，其经过多年发展不仅实现了技术的突破，也完成了应用范围的拓展，如今其已经拥有门类齐全的各种功能模块，同时也具有强大的网络通讯能力，最大的应用领域是工业领域，在应用过程中其可以通过调节自身性能来满足不同的控制要求。大型水处理装备是工业生产中极为重要的组成部分，然而其中很多传统功能已经难以满足社会发展要求和发展趋势，将PLC变频控制系统应用其中后恰恰可以很好的解决此方面问题，然而不可否认的是在实际应用中依然会暴露出些许问题。

一、工艺介绍

水处理装备主要由两个系统组成，一是预处理系统；二是反渗透除盐系统，其中预处理部分又可以划分为多个方面：一，取水泵；二，增压泵；三，旋流过滤器；四，计量泵；五，自清洗预过滤器；六，超滤系统；七，加药装置。而反渗透系统则是由：一，超滤水泵；二，保安过滤器；三，计量泵；四，高压泵；五，反渗透膜组；六，反渗透低压冲洗泵；七，加药装置。根据分析可知，其中高压泵变频控制是最为核心的部分，本文也将围绕其展开论述，该系统在实际的应用中能够满足不同水质的要求，并且保证水速的稳定性[1]。

二、变频控制系统工作原理

反渗透水处理变频控制系统中是大型水处理装备的重要组成部分，而整个系统控制后，水流量调节往往起着十分重要的作用，只有充分做好调节工作，才能够有效提升系统生产效益，以及设备的安全、稳定性，在此次系统设计中，水泵电机作为输出环节，而转速效果则由变频器来完成，将两者进行综合后才可以更好的实现变流量的调节工作。变频器在开展工作之前，其需要接收到控制器发出的信号，否则其不会对水泵电机产生任何作用，另外，控制器综合流量设定参考值与现场反馈的实际流量值信号后，其需要经过PID的调节，在调节后方可发送正确的指令。在信号传输的过程中，模拟信号的转换是十分重要的，另外，在流量设定值方面也要进行完善，鉴于其容易受到其他因素影响，因此应根据实际的运行环境来进行设定，如温度或是气压等方面，均是影响因素。

三、变频控制系统集成

在此方面应做好系统硬件的选择工作，如系统控制核心，其往往会选择西门子S7-400PLC；变频器则会选择MM420。变频器在接收到相关指令后，其会自动进行调频，使电动机的转速得到变化，从而满足应用要求，使管道的进水量、出水量能够得到控制，而感应器则会根据实际的管道运输量进行信息传递，从而实现闭环控制系统，而最终的反馈结果也会由相应的模块进行输出，如此一来也就能够完成电磁阀和指示灯等器件的控制[2]。

四、变频控制系统软件设计

（一）主程序实现

主程序是最为关键的部分，若主程序的设计不够完善，则会直接影响到整个系统的应用效果，因各个子系统的管理调用以及应用均需要通过主程序的调度，由此可见其重要性。另外，故障处理子程序是其中十分重要的部分，其主要可以分为：一，执行器故障检测处理报警；二，安全保护程序。在设计中应充分完善此两个方面，否则很难保证整个系统的安全性和稳定性。

（二）水处理流量调节PID算法实现

为了能够优化整个系统设计，因此在进行设计之前进行了一定的市场调查，以便于能够寻找到更为合适的器件、核心元件等，在本次设计中，SIEMENS公司PLC的集成开发环境STEP7是最为合适的，其所提供的PID控制功能也十分完善，对于大型水处理设备而言也较为契合，用其来实现PID控制能够很好的提升质量，具体如下：当控制器输出上限报警为1时，往往代表水的流量较小，而控制器发送的信号数值也相对较低，若出现相反情况时，输出下限报警则会变为1，此时其水流量会变大，控制器所发送的水量信号数值也会随着增加，此种情况下应对水泵进行检查和确认，以便于及时对其进行速度调整，或是直接停止运行[3]。

为了可以使PID调节工作质量得以提升，在进行此方面设计时应做好实时监控工作，充分提升监控画面的质量，另外要实现手动触屏功能，以便于能够在画面中根据实际情况来调节，或是手动输入相应的值。自动调节也是较为重要的，在进行此方面时，应关注柱状图，在图中确定设定值的百分比，和PID调节输出值，另外，在此方面还可以利用实时曲线的作用来达到目的，主要是观察各个变量，以便于能够找到其中的关系，并对其进行深入调节。

结语

综上所述，研究关于PLC变频控制系统在大型水处理装备上的应用方面的内容具有十分重要的意义，其不仅关系到我国大型水处理装备的优化和应用，也关系到PLC变频控制系统的应用与发展，甚至与水处理质量方面息息相关。如今人们对各个方面的要求越来越高，行业之间的竞争也越来越大，为了能够为人们创造更好的生活环境，我国一直在优化水处理装备和技术，在PLC变频控制系统得以应用后，此方面的发展态势十分良好，但依然有些待完善之处，因此相关机构和人员应加强此方面的研究。

[1]薄关锋.基于PLC的桥式抓斗起重机变频控制系统优化设计[J].电气传动自动化,2011,01:40-41+46.

[2]董有祥.PLC变频控制技术在矿井提升机控制系统中的应用[J].科学之友,2011,23:52-53.

[3]杨力千.基于Profibus-DP的PLC变频控制系统通信故障分析与改进[J].电工技术,2014,10:38-39+46.