顧惠斌

（江蘇思圣環(huán)保設(shè)備有限公司,江蘇 宜興 214214）

PLC以其眾多的優(yōu)勢(shì)取代了繼電器，能夠?qū)崿F(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、運(yùn)算等強(qiáng)大的功能，利用數(shù)字化的輸入、輸出來(lái)對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行控制。自來(lái)水廠的生產(chǎn)中引入PLC控制，極大地提高了生產(chǎn)效率。PLC控制能夠進(jìn)行故障自檢，出現(xiàn)問(wèn)題發(fā)出警報(bào)，確保生產(chǎn)過(guò)程的安全性。

1 水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)

配電系統(tǒng)、出水泵房、沉淀池以及濾池等的自動(dòng)化控制共同組成了水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)，水廠的實(shí)際生產(chǎn)情況由控制室的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)監(jiān)測(cè)和控制，以下詳細(xì)介紹水廠自動(dòng)化系統(tǒng)的功能：

（1）顯示功能。自動(dòng)化系統(tǒng)的顯示功能包括機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)以及主要生產(chǎn)參數(shù)的顯示，并通過(guò)趨勢(shì)圖展現(xiàn)某些重要參數(shù)的變化情況。

（2）報(bào)警功能。在生產(chǎn)過(guò)程中，如果設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)異常，該系統(tǒng)能夠及時(shí)檢測(cè)并發(fā)出報(bào)警，并顯示出具體的報(bào)警信息和畫(huà)面，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中可以打印查看。

（3）控制和操作功能。在授權(quán)情況下，中控室有權(quán)限對(duì)生產(chǎn)中的機(jī)械設(shè)備和進(jìn)行干預(yù)和控制，還可以設(shè)定和修改PLC的參數(shù)和分控站的程序等。

（4）管理數(shù)據(jù)庫(kù)功能。自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠建立生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)和事故數(shù)據(jù)庫(kù)，生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)用于生產(chǎn)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和分析，事故數(shù)據(jù)庫(kù)用于事故的記錄。

（5）處理數(shù)據(jù)庫(kù)功能。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的統(tǒng)計(jì)、分析和處理得到生產(chǎn)指標(biāo)，監(jiān)控生產(chǎn)情況。

（6）輸出和打印報(bào)表功能。為水廠提供和各類所需報(bào)表。

（7）通訊功能?？傉{(diào)度室發(fā)出相應(yīng)的指令后可獲取中控室的所有信息，便于即時(shí)通訊。

（8）WEB服務(wù)器的建立。通過(guò)建立WEB服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息的共享。

2 水廠水處理流程

自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用是為了實(shí)現(xiàn)水廠生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化，不同水廠所采用的生產(chǎn)工藝和設(shè)備不同，但是水的處理流程大體一致。通常水廠水處理流程為：取水、制藥、加藥、混凝、沉淀、過(guò)濾、消毒和送水。

胡泊、河流、地表水和地下水等是水廠水的主要來(lái)源，在通過(guò)水泵抽取的水中存在著大量的雜質(zhì)，所以要經(jīng)過(guò)一定的處理措施后才能作為飲用水提供給用戶。經(jīng)過(guò)凈化處理的水去除了原來(lái)存在的懸浮物、膠體以及細(xì)菌等危害人類健康的有害成分，為人們的生產(chǎn)生活提供合格的水源。水廠取得水源后按照實(shí)際的生產(chǎn)需要采用合理的生產(chǎn)工藝，根據(jù)工藝參數(shù)等條件科學(xué)進(jìn)行混凝劑的配制，在水中加入這些混凝劑和氯氣等起到殺菌消毒的作用。此時(shí)水與藥劑充分混合后會(huì)出現(xiàn)顆粒狀的凝體，此過(guò)程成為混凝。由于氫氧化鋁具有較強(qiáng)的吸附作用，利用鋁元素的這一化學(xué)性質(zhì)有助于促進(jìn)雜質(zhì)和懸浮物等聚結(jié)，因此三氯化鋁、硫酸鋁等成為水廠常用的水處理藥劑，它們?cè)谒须婋x出鋁粒子，使不易沉淀的雜質(zhì)顆粒等形成絮粒狀，這些絮狀體在重力作用下在水中形成沉淀，使其與水分離。沉淀的過(guò)程在沉淀池中進(jìn)行，經(jīng)過(guò)混凝的水會(huì)被引流到沉淀區(qū)，再將其合理分配到指定區(qū)域，從出口區(qū)流出，沉淀下來(lái)的絮狀物留在沉淀池中。沉淀經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間不斷的堆積和濃縮堆積了大量污泥，所以需要利用石英砂等具有孔隙的顆粒物將它們排除過(guò)濾，并利用濾料層的粘附性使水中的懸浮顆粒被攔截，水中的細(xì)小雜質(zhì)、細(xì)菌、有機(jī)物等，水得到了進(jìn)一步的凈化。但是此過(guò)程中由于石英砂等濾料層中吸附了大量的雜質(zhì)，所以需要對(duì)其進(jìn)行清洗。

水經(jīng)過(guò)過(guò)濾后還要做消毒處理，清除水中殘余的細(xì)菌病毒等，達(dá)到更好的凈化效果、最后將處理好的水存于清水池匯中。

3 PLC 控制在水廠自動(dòng)化控制的應(yīng)用

3.1 通過(guò)PLC能夠?qū)崿F(xiàn)開(kāi)關(guān)量的邏輯控制

開(kāi)關(guān)量的邏輯控制是PLC控制最基本的功能，對(duì)水廠的自動(dòng)化控制影響十分廣泛。傳統(tǒng)的繼電器使用過(guò)程復(fù)雜，而PLC能夠通過(guò)簡(jiǎn)便的操作實(shí)現(xiàn)繼電器的功能，完成對(duì)邏輯控制、順序控制以及單個(gè)設(shè)備的控制。此外，在多個(gè)水廠生產(chǎn)流水線中，加礬、加氯等操作也可由PLC進(jìn)行自動(dòng)化控制。

3.2 PLC的模擬量控制

溫度、流量、壓力、液位等是不斷變化的模擬量，要想對(duì)這些連續(xù)變化的模擬量進(jìn)行編程控制，就要實(shí)現(xiàn)模擬量與數(shù)字量的相互轉(zhuǎn)換，即A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換。通常PLC控制系統(tǒng)都會(huì)配置有配套的轉(zhuǎn)換模塊，模擬量可在編程控制器的作用下進(jìn)行控制。上述模擬量的閉環(huán)控制被稱為過(guò)程控制，過(guò)程控制可由PLC編制的控制算法程序來(lái)完成。大中型PLC配置有PID模塊，PID調(diào)節(jié)法在閉環(huán)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用十分廣泛。

3.3 PLC的數(shù)據(jù)處理

目前的PLC都能實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)運(yùn)算、輸送數(shù)據(jù)、排序、查表等操作，并且具備采集、分析和處理數(shù)據(jù)功能。這些數(shù)據(jù)能夠與存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)作比較，或者將數(shù)據(jù)傳送到其他智能裝置。

3.4 通信及聯(lián)網(wǎng)

隨著水廠自動(dòng)化水平的提高，PLC間的通信或者其他智能設(shè)備間的通信得以實(shí)現(xiàn)，PLC廠商都研發(fā)出自己的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，提高PLC的通信水平。

4 結(jié)束語(yǔ)

PLC在水廠中的眾多功能以及獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在水廠自動(dòng)化控制中得到了普遍的應(yīng)用，隨著科技的發(fā)展和自動(dòng)化水平的提高，PLC將在水廠生產(chǎn)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

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[2]黃輝.PLC技術(shù)在水廠的應(yīng)用[J].水利工程,2011.

[3]劉賢,梁慧敏,李國(guó)良,王稚惠.基于模型的設(shè)計(jì)在PLC控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用[J].電氣自動(dòng)化,2014-03-30.