基于PLC的电气自动化控制水处理系统探究

李君

摘要：污水对环境具有较强的污染性，需要对污水进行处理，合理对水处理系统进行设计。基于此，本文将从硬件设计、软件设计、通信模式、报警功能等方面对PLC的电气自动化控制水处理系统进行分析，提高系统对污水的处理能力，避免系统频繁发生故障，保障系统运行的稳定性。

关键词：PLC;电气自动化;水处理系统

引言

在城市环境中具有大量的污水，若不对其进行处理，将会产生污染问题，不利于城市环境的发展。为此，需要做好水处理系统的应用工作，提高城市污水的处理质量，使污水处理过程能够形成良性循环，避免污水问题进一步扩大。污水处理采用自动化处理方式，能够提高污水处理的效率，使城市具有良好的生态环境。

1.PLC的电气自动化控制水处理系统概述

水处理系统采用PLC实现控制，具有可编程的控制效果，能够对软硬件进行全面地控制。PLC的控制功能较为完善，具有较强的过程控制能力，可以将自动化程序输入到控制器中，使污水处理系统能够稳定地工作。随着城市污水的增多，对水处理系统具有较高的效果要求，一旦污水处理不及时，将会影响到污水的治理，导致污水出现大量的堆积，对城市环境造成污染。为此，需要注重水处理系统的自动化控制，使其能够按照顺序进行工作，提高系统运行的稳定性。在系统设计过程中，涉及到软件设计和硬件设计，并且由PLC作为控制器，需要频繁地进行信号传递，对通信模式进行合理运用，使水系统具有良好的控制精度。另外，需要注重水处理系统的故障问题，对故障进行自动提示，保障系统能够安全运行[1]。

2.PLC的电气自动化控制水处理系统分析

2.1硬件设计

在水处理系统中具有较多的硬件，需要保障硬件之间稳定工作，保障水系统的运行状态。PLC是实现硬件控制的关键，具有丰富的I/O接口，而且各个I/O口可以独立工作，可以避免控制信号相互干扰，保障系统能够稳定运行。例如：在配置I/O寻址范围时，需要遵循寻址范围最大原则，防止寻址空间不足的情况出现，使硬件能够稳定地工作。同时，需要合理对CPU主频进行设置，保障PLC对硬件控制的稳定性，保障硬件接口的连接效果。通常情况下，CPU需要配置独立接口，使其能够实现独立控制，保障水系统具有较强的抗干扰能力。同时，需要对储存器配置防护层，保证储存器能够稳定存储，防止数据存储发生溢出现象，影响设备的稳定运行。另外，硬件设备需要建立稳定的连接，保障控制信号的传递效率，使PLC与硬件能够建立有效连接。

2.2软件设计

软件设计是实现水系统控制的关键，需要对PLC控制器进行编程，建立软硬件之间的连接。在过程控制方面，需要以软件设计为主，使水系统能够按照一定的流程工作。PLC具有图形化编程的功能，可以由梯形图编程实现，使控制过程更加的直观，便于对控制过程进行理解。PLC控制程序包括主程序和子程序，由前者对后者进行管理，主程序将任务分配給子程序，且子程序可以独立工作，避免任务之间相互干扰。控制程序完成后，需要对程序进行仿真，保障程序工作的正确性，使水系统能够稳定运行。确定程序无误后，需要将程序载入到PLC中，完成实际的控制工作。为了使控制过程更加的方便，需要将组态软件应用在水系统控制中，实现对系统的远程控制，使控制过程能够图形化，并且对水系统进行动态监测[2]。

2.3强化信号输入

硬件控制需要通过信号进行，需要做好信号输入的强化，提高水系统的控制质量。在硬件控制过程中，存在着信号强度不足的现象，为此，需要对信号进行放大，便于对信号进行采集与控制，保障信号具有良好的强度。信号输入需要注重安全性及准确性，避免信号受到干扰，提高信号控制的完善性。例如：控制信号容易受到电磁信号的干扰，导致控制信号的稳定性，可以采用强化信号输入强度的方式，降低外来信号的干扰。因此，需要保障信号的独立控制能力，由单独的I/O口对信号进行传输，降低外来信号对当前信号的干扰。信号传输效果关系到水系统工作的效率，需要提高系统控制的灵活性，便于对硬件控制进行管理。信号输入强度较低将会影响到数据的处理，无法对系统运行状态进行准确判断，导致系统的控制精度下降，影响水处理系统的正常工作。

2.4通信模式

通信模式对于控制过程较为重要，可以保障任务的合理分配，提高水处理系统的控制效果。水处理系统需要具有较高的操作性，使其能够自动完成工作，为此，需要注重上位机的应用，通过软件按钮进行控制，建立良好的软硬件控制关系，使系统更加地易于控制。在通信过程中，一般不直接读取继电器输入值，而是采用内部寄存器进行中转，使水处理系统中的数据得到有效保护，并且可以对系统运行情况进行记录。在任务分发过程中，需要注重优先级的设置，保障系统能够按照一定的流程工作。通常情况下，当任务涉及到传感器或数据接收时，往往具有较高的优先级，属于需要优先执行的任务，需要将其进行首先下发，保障任务能够先行完成。

2.5设备选用

为了保障水处理系统能够稳定工作，需要合理对设备进行选用，保障水处理的质量。设备需要根据水质环境进行选择，使设备能够对污水进行有效处理。设备选择过程中需要注意以下几点：第一，需要保障技术的成熟性，便于在实际环境中进行使用，保证设备能够稳定地工作。同时，需要注重设备的维护，设备维护手段需要完善，提高设备工作的稳定性。第二，需要保障设备耐腐蚀性，顺利与水箱建立连接，保障污水的处理效果，使水质能够有效净化。第三，设备选择需要符合实际情况，并且需要做好设备防锈工作，避免设备运行时发生损坏，影响设备的正常工作。以格栅选用为例，需要保证格栅对杂质的滤除能力，通过粗、细格栅的配合对杂质进行处理，同时需要注重除污机的应用，避免污泥对格栅进行附着，使污水得到有效处理[3]。

2.6报警功能

水处理系统需要具有报警功能，对系统运行状态进行提示，提高对系统的处理效率。报警功能需要与监控系统相结合，通过对污水处理情况进行判断来实现报警。监控系统需要与PLC建立连接，由传感器对系统运行状态进行采集，将系统运行状态与正常工作区间进行对比，一旦运行状态超出预设，系统将会产生报警。以水箱液位报警为例，通常由液位传感器对液位变化进行判断，当液位较高或较低时，PLC将会通知系统产生报警，进而对液位进行控制。当报警信息产生后，系统会将信息存储到数据库中，对报警信息进行记录，便于对报警信息进行分析与查看。报警信息可以通过报警界面进行显示，方便对信息进行展示，提高报警信息的处理效率。

2.7故障提示

水处理系统运行过程中难免会产生故障，需要做好故障处理工作，使系统能够产生故障提示信息，对故障位置进行准确判断。为了对故障进行判断，需要在故障位置安装传感器，对故障易发点进行监测，进而对故障数据进行检测，进而对故障状况进行提示。为了使故障点易于判断，需要对故障位置进行编号，使故障位置信息更加地明确，便于对故障点进行排查。当检测出系统故障后，工作人员需要立即对故障进行处理，使水处理系统故障能够及时解决，保障系统运行的稳定性。

结论

综上所述，水处理系统采用PLC进行控制，具有较高的自动控制水平，使污水处理过程中软硬件能够稳定运行，提高水处理系统的自动控制效果。污水处理需要注重效率，应该建立稳定的通信模式，保障设备选用的合理性，同时还要具有故障检测的功能，使设备能够自动形成报警，避免污水处理系统出现故障。

参考文献

[1]宋元明.基于PLC的电气自动化控制水处理系统分析[J].中国设备工程， 2021（03）：116-117.

[2]张津铭.基于PLC的电气自动化控制水处理系统分析[J].电子技术与软件工程，2020（22）：89-90.

[3]张允希.基于PLC的电气自动化控制水处理系统分析[J].技术与市场， 2020，27（10）：100-101.