浅谈PLC技术在水厂自控系统中的应用

董孝民

摘要：随着城镇规模的扩大和居民生活质量的提高，人们对用水安全和用水质量日渐关注，对水厂制水工艺的要求也日益变高，自控系统也需日益完善。而 PLC 凭借着其高可靠性及其编程简单的特性逐渐成为自动控制系统的核心。随着 PLC 技术在水厂自控系统中的应用越来越普遍，可使水厂自控系统朝生产信息采集、信息集成和信息传递，且与企业的生产水质监控、生产工艺调度、自动投加药方向发展。本文就 PLC 控制技术在水厂自控系统中的应用进行了论述，并对其今后发展提出相关建议。

关键词：PCL技术 水厂自控系统 应用发展

引言

为适应城市现代化对供水行业的要求，改善水厂出水水质、降低能耗、提高水厂的管理水平和经济效益成为供水行业当下的重要任务。在水厂的水处理系统中采用自动控制技术，不仅可以提高系统的性能、产率、可靠性，而且还可以增加系统的稳定性、降低操作成本、加快启动过程。PLC 控制技术的应用给水厂带来巨大的经济效益和社会效应同时，技术人员应注意总结其特点及其优缺点。

一、PCL技术

所谓的 PLC 控制技术，是指利用专门在工业环境下应用和设计的数学运算操作电子装置，来对水厂的水质及其他数据进行监控，并执行相关的调节命令。PLC 控制技术可在一定程度上减轻工人们的体力以及生产效率，并极大程度提高设备的耐用度及可靠性。

二、水厂 PLC 的配置

水厂的 PLC 系统硬件配置常有 CPU、AI模块、AO 模块、DI模块、DO 模块、通讯模块、电源模块、显示器、模块支架、2KW UPS等。配置PLC 自动化控制系统的部位主要是水厂的取水泵站、 加药站、加氯站、净化间站、送水泵站、变电所、控制室及监控系统。水厂 PLC 系统用集散型控制方式，可使各分站间用通讯母线联接起来，极具可靠性，且可实现数据资料共享，达到计算调节、顺序和最佳控制之目的。

三、PLC 技术在水厂中的应用

1、送水泵房PLC站。

主要检测参数：高配间、低配间的电量数据；出厂水的流量、浊度、余氯、PH、液位等数据；泵机的运行、停止、故障等信号。主要控制功能：出水泵机的控制；接受并执行来自监控计算机的正确指令和参数。

2、加聚合氯化铝加二氧化氯的 PLC 技术

检测参数 ：溶液池液位连续检测、溶解池、超高位报警 ；计量泵开停、高低位、计量泵手 /自动、计量泵故障、计量泵变频装置频率检测、计量泵冲程检测、计量泵变频装置故障检测、计量泵变频装置手/自动、搅拌器开停、故障等。主要作用：将加药泵、加氯设备、药池等的运行状态、运行参数输送给监控计算机，并接收与执行来自监控计算机的命令。主要控制功能。加药泵的控制；室内聚合氯化铝液池相关设备的监控；加氯系统的监控；将加氯设备、加聚合氯化铝设备、聚合氯化铝液池等设备的运行状态及相关的参数传送至监控计算机，接受并执行来自监控计算机的正确指令和参数。

3、滤池PLC站

（1）公共冲洗的 PLC 技术

检测参数 ：反冲洗水泵开停、故障、手 /自动 ；反冲洗水泵电流 ；出口阀开关状态、故障状态、手/自动 ；反冲洗鼓风机开停、故障、手/自动 ；出口阀开关、故障、手/自动、出口旁路阀开关、故障、手/自动、反冲洗水流量。主要作用：实现主站与子站之间用 FI PW AY 网络连接，且主站与子站从系统上互为后备，滤池的运行与反冲程序编写在子站内。这样做的目的可让系统更安全，而滤池的控制系统电缆线却很少，非常方便检修。主要控制功能。反冲洗控制，反冲洗设备切换，控制滤格子站等功能。

（2）各滤格PLC子站

主要检测参数：滤格的液位、水头损失、各个阀门的状态、手/自动、清水阀的开度等参数。主要控制功能：滤池的恒水位过滤控制。PLC根据每个滤池的液位仪额数据来控制滤格清水阀的开度，以保证滤池的水位恒定，其控制精度小于21cm。滤格的反冲洗控制。包括过滤周期、压差值、强制方式

4、沉淀池 PLC 技术

检测参数 .沉淀池水位、SCD、沉淀后浊度、沉淀池分管进水阀开关位置限位、沉淀池分管进水阀开关状态、沉淀池分管进水阀手 /自动状态、沉淀池分管进水阀故障状态 ；排泥机运行/停比状态、排泥机前进/后退、排泥机/自动、排泥机故障等。主要作用：根据生产需要启用/停用沉淀池 ；且根据污泥浓度开关或时间周期进行决定是否需要排泥，以及接收并执行来自监控计算机的命令。主要控制功能。根据生产需要启用、停用沉淀池，根据污泥浓度开关、设定排泥机，根据污泥浓度开关、设定排泥阀运行周期等功能。

5、监控计算机系统简介

2台监控计算机在Windo WS 2003下使用WINCC6.0作为监控软件，它们互为备用，在1台计算机维护或故障时另外1台能正常使用，确保了生产的正常进行。同时能对流量、压力、液位、浊度、余氯、PH值等数据实时备份保存，为以后的分析、研究提供有力的保证。主要功能：（1）擁有多种输入方法：标准键盘、功能键盘、鼠标等。（2）记录操作员动作：可对操作员操作的日期、时间、姓名进行记录，从而使一些危险的操作能被保留。（3）有100多种不同的保护等级，可以保证每个操作都可被禁止，以防止非法操作。

四、性能分析

1、可靠性、稳定性和寿命周期。PLC 系统的设计须满足工业等级要求，符合国内、国际的安全标准。且须易配置、接线、维护、隔离性好，结构坚固，抗腐蚀，并能适应较宽的温变范围。另外，系统还须具有良好的电磁兼容性，可承受较为恶劣的工业环境，实现平均寿命 15 年以上。

2、先进和经济性。该系统具有完整的自我诊断功能，可在系统运行过程自动诊断任意部件的故障，且能够在监控软件中及时、准确地反映出来其故障状态、故障时间、故障地点等相关信息。在系统故障发生后，I /O 的状态可以返回系统预先设置的状态。系统可便捷、准确地控制生产各个环节的运行，较好的节约了人力资源，大大提高了生产效率。

五、PLC 技术在水厂中的应用发展方向

电子计算机的执行能力是极少出现偏差错误的，而生活中的很多细致而枯燥的工作正是需要这样的执行能力。因此可以说，PLC 技术在各个领域中的应用是势不可挡的发展方向，水厂管理方面也不例外。在不久的将来，水厂的很多工作将由电子计算机来执行与控制，操作与管理人员所做的工作只是对电子计算机的硬件与软件系统进行维护与保养，这可大大节约了人力物力的投入，又能很好地提高水厂的自净化能力，有效避免人员操作所带来的二次污染。同时电子计算机能够更好的分析计算水厂的各个参数，因此可比人类更好的应对不同淡水净化问题。因此，可以预见的是，PLC 技术将在水控制工程中的应用大有发展空间。

结语

PLC是一种重要的基本控制单元。应用它实现了水处理系统的自动化，降低了药耗和能耗，减轻了职工的劳动强度，提高了管理水平，提高了水质，创造了很好的经济效益和社会效益，实现了优化控制，提高了工作效率和水处理流程的稳定性，促进了净水处理技术水平的提高，应该积极促使水厂在生产、营销和办公等方面应用计算机软件技术，全面优化企业生产技术，从而形成比较规范的、现代的信息化管理系统。

参考文献

[1]石啸. 城市自来水厂自控系统的设计与实现[D].华东理工大学，2013.

[2]刘国强. 基于SCADA系统的水厂自动化设计与研究[D].南昌大学，2014.

[3]岳小翔. 水厂自动化控制系统设计的论述[J]. 应用能源技术，2014，11：30-33.

[4]马东俊. 浅谈江北水厂的自控系统[J]. 机电工程技术，2014，07：137-140.