基于PLC的电气自动化控制水处理系统探讨

刘振鹏

摘要：随着我国社会的不断发展和科技的飞跃进步，人们的生活水平得到了明显的改善，因此对于水处理系统的要求也逐渐增多，有关部门和单位应该对其加以重视。文章基于PLC的电气自动化控制水处理系统进行分析，并对其出现的问题提出相关建议和策略。

关键词：PLC技术；电气自动化；控制系统；水处理系统；水泵电机 文献标识码：A

中图分类号：TP273 文章编号：1009-2374（2016）35-0169-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.35.082

通常状况下，可以在水处理系统中充分运用PLC技术，这样既能保证在多台水泵电机中的自动停止以及启动系统正常运行，又能使得水泵控制系统运用到自动控制系统当中。当然，一些压力传感器也能够极好地使电信号传输到与其对应的控制模块中，并根据实际情况对水泵进行操作或者控制，这样就可以保证水处理系统高效平稳地运行。

1 我国水处理市场当前的局势

伴随着我们国家社会经济的发展以及城市建设的飞跃进步，水处理方面在我们国家的生产生活中扮演着越来越重要的角色。水处理系统的先进程度和技术水准是决定一个国家生产水平和物质文化生活的重要指标之一。我们国家进入21世纪以来，社会的生产力和物质文化水平不断提高，然而我们国家的经济发展耗费了大量的自然资源，同时对生态环境也造成了一定程度的影响。现如今对于我们国家来说，水处理技术仍然处于十分落后的状态。例如，在水净化方面的一些化学软化、离子交换除盐或者消毒处理等方式与其他发达国家相比仍然存在着很大的差距，并且还伴随着消耗过量资源与破坏环境的代价。应该及时做好环保工作，强化水处理技术研究、降低水处理对环境的影响、有效控制污染源等工作是当前水处理研究工作的重中之重。只有不断在水处理技术方面取得研究和创新，我们国家才能更加高效地缓解在水处理环境当中出现的不良影响。

2 PLC的相关研究分析

2.1 PLC的特性研究

PLC技术主要是一种基于可编程存储器，依照相应的程序指令和模拟或者数字输入输出状况来针对各种类别的设备或者生产生活进程进行控制的逻辑控制技术。其主要特点包含以下四点：第一，PLC的接口通常比较简化，易于显现。相应的工作人员可以快速地理解其系统的使用方式，并且将其进行运作。同时其操作指令或控制指令都比较简单，具有很好的兼容性，适合在一些不同类型的电器控制状况下应用。第二，PLC能够及时地进行自我调整系统容量，依据实际的运作来确定其大小，对于一些大型的PLC而言，它们的运行速率超快，容量极大。而对于小型的PLC来说，其耗能与体积相对较小，安装起来也极为便利。第三，PLC在设计之初运用了抗干扰技术，而且还拥有一定的预警能力，它的应用范围相对较大，适用能力很高，通常可以满足不同类型用户的需求；第四，在PLC维护方面，应用了存储逻辑性的设计方式，这就让PLC的控制系统和设备外在连接时，所耗费的时间极大的降低，从而给系统维护工作提供了极大的便利。

2.2 PLC的应用研究

企业在进行生产过程当中，水处理的工艺进程经常是复杂多变的，特别是针对化学水的处理，经常需要运用继电器对其程序进行相应控制。因为在安装时其接线方式特别繁琐，所以修改程序就会变得极为复杂，给其维护工作带来很大的麻烦。一旦水处理系统的设备出现老化或者系统的工作量繁琐，就会使得该处理系统的可靠性较低。为了针对继电器控制方面所存在的不足做出相应改变，通常都会利用PLC对其程序进行相应控制，这样就会使得水处理系统当中存在的相关问题得到有效的缓解。

由于PLC存在编程较为简单、使用比较方便、可靠性能较高、外界因素环境影响较低等特征，所以PLC可以被大范围推广运用，在水处理系统当中，利用PLC电器自动化控制技术，会给水处理系统带来及时的控制与检测，这样会有效提高水处理的功效，降低耗能，进而促使水处理系统持续高效发展。

3 水处理系统的相应控制规定

在水处理系统中我们需要根据实际需求对其进行控制与运用，其控制规定主要包含有报警保护体制、操作方法以及控制要求等多个方面。在系统控制方面：第一，要求系统的控制包含有自动和手动两种方式，而且这两种方式之间还必须具有互相转换的功能。其自动控制方式通常采取的是可编程的控制系统；第二，系统控制还必须能够对相应的工艺参数和控制方式进行适时的调整；第三，进行手动操作时，可以使得每个单元能够拥有独立的操作能力，比如自动阀门；第四，一旦系统出现故障时要能够发出预警；第五，在该系统当中还要求一些数据参数能够充分显示，这有利于及时掌握设备的运转状态。

在报警以及保护系统方面：第一，对于纯水箱、中间水箱以及原水箱水位方面一旦超过其设定值要能够及时发出高液位预警，使得相应单元终止工作状态；第二，一旦水位低于中设计值，要能够使中液位预警保障相应单元正常工作；第三，在纯水箱、中间水箱以及原水箱的水位小于其设定值时，报警系统要能够按时发出低液位预警并要求其水泵停止出水；第四，如果进水压力小于抵压开关的设计值，要能够进行水位高信号显示；第五，一旦水泵出现故障，要能够及时处理并预警。在操作方式方面：手动方式通常进行紧急处理和维修，从而保证生产生活正常用水。

4 电气系统的相关控制进程

如果接触器KM1A通电，在反洗水泵上的工作预警指示信号就会出现预警，一旦该常开点出现闭合状态，反洗水泵就会进行星型运动，而且时间继电器KT1会进入延时通电状态，如果时间继电器关闭且常闭点也断开，那么反洗水泵上的三角形状态就会启动。KM1B以及KM1C两者是相互封闭的关系，反洗水泵会进行过载，相应的指示灯也会做出响应。当循环的水泵1进行工作的时候，与其紧密联系的接触器KM2会及时通电，如果KM2断开点关闭时，循环水泵1则会及时运行，而且相应的指示灯也会工作。如果循环水泵1处超负荷状态时，热继电器FR2会及时工作，一旦其常开点闭合，循环水泵1就会停止工作，相应指示灯也会出现响应。当循环水泵2进行工作的时候，与其联系的接触器KM3会及时通电，同时KM3的断开点关闭，循环水泵2的工作预警灯会做出响应并工作。如果循环水泵超负荷状态的时候，相应的热继电器FR3会及时工作，同时上面的断开点会关闭，闭合点也会做出断开指令响应。如果循环水泵2暂停工作，上面的超负荷预警灯就会相应打开。如果接触器KM2或KM3保持工作状态时，那么上面的常开点会及时关闭，同时继电器KA1也会进行工作。

5 PLC电气自动化控制处理系统存在的不足

5.1 控制时常出现错误

控制系统中可能会出现线路老化，自然破坏、人为破坏所造成的设备问题等众多因素使传送信号线路出错进而给控制方面带来影响。如果出现这种情况，PLC控制系统则不能接收到有关信息，缺乏正确的判断，进而给水处理系统的运行带来影响。一旦PLC控制系统缺乏了有效运行，就不能保证生产进程得到可持续运行，进而降低了水处理系统的工作性能。例如：在操作车间如果电动阀门或者电磁开关等设备没能进行正常的打开或者关闭状态，就会严重地影响到相关数据的收集以及传输效率。同时PLC系统缺乏了正常的信号接收性能或者是接收到了出错的信息，这会给整个系统的正常运行带来极大的影响。

5.2 执行过程存在缺陷

当我们在水处理系统操作流程当中，会发现执行错误阶段出现差错的主要原因是，控制负载的接触器接触不良、控制负载的接触器之间缺乏严密性、电磁干扰，这就会使得PLC所发出的动作指令不能够正确地传送到执行端口，进而使得PLC控制系统在应用中不能达到预想的技术要求。通常状况下电动阀可能会出现开关接触不严或者松动等状况，这就会使得相应的控制系统不能正常运行。此外还有其他因素，例如：由于外力可能会导致控制变频器出现损坏或者相关设备的自身质量问题等故障，也会给控制系统带来一定影响。

5.3 管理与维护工作的重视程度不够

现如今，由于对相关设备的管理与维护方面缺乏足够的重视，所以会给给水处理系统带来一系列严重的影响，随着社会经济的迅速发展，对于水处理系统的要求也越来越严格，这就使得PLC电气自动化控制设备始终处于高负荷运行状态，一旦出现长时间运行的情况就会给设备带来超负荷问题。就现在而言，一些企业或者单位对于水处理系统的管理工作认识不够到位，很多领导者没能及时安排相应的工作人员对其设备进行检修。这就会使得设备可能存在隐患，进而影响水处理工作的正常运行，因此应该及时提高管理和维护工作人员的责任意识和技术水准。

6 PLC电气自动化控制水系统的相关策略

第一，强化PLC系统相关信号的准确性，在水系统的实际运行进程当中，只有充分保障了控制系统中的相关设备或者零件的准确性，才能够避免由于设备本身的原因所造成的信号出现错误问题。此外，强化信号的准确性还可以降低整个系统的错误率，提升其灵敏度，这样可以保障系统自身对信息的传送做出精确的判断，进而保证系统的正常工作；第二，充分保障PLC电气系统的预警功能，强化水系统当中相关设备的预防措施，严格按照有关管理体系执行相关操作，强化其预警功能使其性能更加人性化，逐步搭建起智能化网络一体化的故障预警体制，才能充分保障对于整个水处理系统的科学管理和有效监督；第三，逐步提升相关管理和维护人员的综合素养，可以通过相关的技能培训使其不断创新，进而拥有更多的实践型和高技能型人才。

7 结语

总而言之，基于PLC的电气自动化控制管理水处理系统对人们生活水平的改善是十分重要的。有关部门和单位可以从PLC系统信号的准确性、PLC系统的预警功能以及相关人员的综合素养等因素加大投入力度，进而使得企业的水处理水平得到明显的改善，使企业能够长远的发展。

参考文献

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[2] 刘金强，梁竹君.施耐德PLC和intouch组态软件在自来水处理自动控制系统中的应用[J].科技创新与应用，2015，（33）.

（责任编辑：小 燕）