基于PLC的电气自动化控制水处理系统探讨

夏虓，王国颖

（中国乐凯集团有限公司，河北 保定071000）

1 引言

社会经济的飞速发展使得工业和生活用电需求不断增长，对高规格、高性能的电气自动化控制系统的要求也越来越高。水处理系统的较快发展不但为新技术的出现提供可能，还对环境治理方式的优化起到了积极促进作用，从而在一定程度上促进了生产力的提升和经济结构的优化。而为了更好地使水资源得到净化，采用基于PLC 技术的自动化处理系统所发挥的作用要远远大于以其他自动化控制技术为基础的处理系统。PLC 技术主要是通过利用电气的自动控制实现能源的优质使用，提高能源使用效率。

2 PLC技术概述

2.1 PLC技术的定义

PLC技术全称为可编程逻辑控制器技术，该技术可以通过编程的模式，使用内部的处理程序执行有关指令，不同的存储方式都会产生相应不同的影响，要采用适当的管理体制来提升现在的工作效果和工作效率。PLC工作主要包括扫描阶段、执行阶段及输出阶段三个阶段，采集和输入样品的相关信息，并结合用户需求以及用户指令，可以对内部的数据进行刷新，并做到持续重新输出，使得PLC运行能够更加安全和稳定。同时，PLC安装也相对比较简便，编写较为简单的程序，不但易于维修，相关工作人员还能够快速掌握操作指令和控制方法。PLC技术具有较强的环境适应性以及灵活性强的特征，有着十分重要的应用价值和广阔的应用范围，因此，PLC 技术在不同的电气工作环境中都可以得到很好的应用。在运用PLC系统时，可以充分发挥编程的特性，在进行人为编程的过程中，融入一定的信息化控制手段，进行相应的机械生产控制，使其应用更加灵活，充分体现其自主控制能力强和实际应用性高的特性[1]。

2.2 水处理自动控制系统的要求

自动化控制水处理系统需要实现手动控制与自动控制之间的实时切换以及转变，满足不同条件下的操作要求。通过控制形式变化的方式实现水处理的功能，提高水处理自动控制系统控制的灵活性和科学性。同时，系统控制还需要做到对相应的控制方式和工艺参数进行及时调整，并手动对各个单元进行单独操作，设置自动报警机制，有效解决各个区域中存在的问题。在水处理过程中，系统保护和报警机制需要控制水箱水位以及负荷量，保持水箱水位和负荷能够在正常的范围之内。如果低于水位线或者超过水位线时，需要启动自动报警装置，保护高压泵并测量水压力值，及时对相关异常情况进行报警，可以使得电气自动化系统运行更加安全稳定[2]。

3 基于PLC的电气自动化控制水处理系统的应用

3.1 硬件设计

PLC控制系统的设计需要结合水处理设备的工作运行需求，选择适合的控制器和系列模块，包括冗余和不冗余两种解决方案，根据具体的工程项目要求采取适合的解决方案。CPU 一般要求配置独立的I/O 接口，集成装载储存器配带防护涂层，合理设置CPU 的主频、平均处理时间以及最大I/O 寻址范围。通过两个互为备份的接口模块的有效连接，实现接口模块的无缝切换。

3.2 软件设计

由于PLC都是以程序形式实现的，所以PLC 控制系统的设计工作大多集中在软件程序的设计上，即梯形图的设计。工作人员应加强对工艺的升级和开发，做好图形设计工作，选择适合的编程软件。基于PLC 的控制程序由主程序和子程序组成，完成编写的程序经过编译后下载至PLC 中，从而实现任务的控制。在程序编写完成后，有关工作人员可以利用仿真软件进行模拟，以检查程序编写有无错误。

3.3 通信方式

选用适合的上位机对现场的设备运行状况进行实时的监测，调整控制设备运行工作状态，读取仪器的工作情况，并及时解决各种突发问题和突然出现的设备故障。在通信过程中，要求整个净水处理程序设计能够灵活地进行编辑和改变，在应用组态软件按钮控制PLC 时，不能直接读取继电器输入的值，要通过内部寄存器进行中间转换。任务的优先程度由高到低分别通过传感器、数据接收、主控器解析、蓝牙发送。

3.4 PLC在电气自动化控制水处理系统中的实际工作情况

在使用PLC进行实际系统设计时，需要准确测量水箱的实际水位，在水箱中放置低浮球，并通过测试低浮球的位置传输相关的数据，保证逻辑工程数据的科学性和合理性，对于不能够达到标准水位的情况，则需要利用二级高压关闭水阀。PLC 液位自动控制器的原理如图1所示。

4 结语

综上所述，基于PLC 的电气自动化控制水处理系统的应用能够有效提升水处理效率和水处理质量，实现水处理过程的灵活控制，减少水处理过程中的安全隐患，保证净水处理系统的整体运行效果，降低污水处理厂处理过程中的能源资源消耗，降低污水处理和净化的成本，提升处理系统整体的运行质量，实现水处理系统的顺利安全工作。