PLC工控系统设计在自来水控制中的应用研究

摘 要：以PLC支持下的工控系统设计为研究对象，从自来水控制系统要求及组成分析、自来水工程PLC控制系统设计分析以及PLC控制系统电路设计分析这几个方面入手，对其进行了较为详细的分析与阐述，并据此论证了做好PLC工控系统设计工作在提高自来水控制工作质量与工作效率的过程中所起到的至关重要的作用与意义。

关键词：PLC工控系统；系统设计；自来水控制；分析

中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：16723198（2012）14016501

在全球经济一体化建设进程不断推进与城市化建设发展规模持续扩大的推动作用之下，PLC工控系统设计在整个国民经济建设发展中所占据的地位日益关键。可以说，PLC工控系统设计的建设发展程度与整个国民经济建设发展程度是息息相关的。在计算机网络技术及无线通信技术迅猛发展的背景作用之下，PLC（可编程序控制器）技术受其高可靠性、高性价比得到了相关研究开发人员的广泛关注。与此同时，这种可编程序控制技术在实践应用过程中所表现出的极强的工业现场适应能力以及极为便捷的工艺可拓展性能使其在工业自动化控制过程当中的应用优势日益显著与突出。在相关技术研究不断深入发展的推进作用之下，小型化、集成化以及综合化已成为现阶段PLC工业控制系统设计的必然选择与发展趋势。然而相关工作人员也必须明确一个方面的问题：在整个自动控制系统中，尽管PLC生产厂家及应用类型呈现出了较为显著的增长趋势，但受到相关研究方对于PLC应用环境及性能指标缺乏研究与对比的影响，PLC应用于自来水控制中的优势体现的并不充分与明显。据此，如何针对自来水控制特点，将PLC工控系统设计的优势充分发挥，已成为现阶段相关工作人员最亟待解决的问题之一。笔者现结合实践工作经验，就这一问题谈谈自己的看法与体会。

1 自来水控制系统要求及组成分析

一般来说，现阶段自动控制供水系统石油5台加压泵启停装置以及4台抽水泵装置所构成的，共同为自来水用户提供持续性的供水支持。当前技术条件支持之下，整个自来水控制系统的控制方式可以按照控制主体的不同分为自动控制以及手动控制这两种基本模式。首先，自动控制的关键在于实现了整个自来水控制系统的安全且持续运行能够脱离于工作人员的值班守岗，不需要人为整个控制系统的运行施加干预，在控制系统政策运行状态下完成自动化控制，确保终端用户的用水需求能够在第一时间得以满足；其次，手动控制最大的特点在于其在整个自来水控制系统中肩负着自动控制模式失效状态下的备用控制方式，当自动控制模式无法正常运行的情况下，相关工作人员依然能够启用手动控制模式，最大限度的满足终端用户的用水需求。

（1）自来水控制系统要求分析。首先，当水井液位在控制系统正常运行状态下低于最低水位限度时，控制系统应当自动停止与水井相对应的抽水泵，并在终端操作人际交互界面之上显示该水井的实时液位状态，并向上一机位以窗口或提示音的方式发送相应的报警信号；其次，当清水池水位在控制系统政策运行状态下低于下限水位极限值时，与水井相对应的水泵装置能够自动向清水池进行送水，并依照程序审定参数启动加药泵，对清水池中的清水进行加药处理；最后，当左岸或右岸水塔实时水位低于下限水位极限并且清水池中的水位在水位下限之上，整个自来水控制系统当中的主加压泵能够及时启动并向水塔进行送水动作，自动投入控制系统运行当中。

（2）自来水控制系统组成分析。①电动阀门控制系统。该系统最大的应用职能在于控制整个自动控制系统中加压泵电动阀门的启动与关闭，并与控制系统中心达成自动及远程控制；②按钮操作系统。按钮操作系统作为整个自来水控制系统的基础与根本，肩负着手动及自动这两类型工作方式自动化转变；③PLC电气控制系统。PLC控制系统能够在PLC技术支持之下实现功能要求下的信息向上位机的传送以及逻辑适时控制功能的达成；④上位机监控系统。上位机监控系统主要负责监控抽水泵及加压泵的运行状态，并对整个控制系统当中水井、水塔、清水池的实时水位数据予以检测，在超出可承受限度的作用之下现实相应的报警信息，确保整个自来水控制系统的运行安全与运行可靠性。

2 自来水工程PLC控制系统设计分析

图1为PLC控制系统的基本结构框架示意图。由图我们可以得知：对于整个PLC控制系统而言，控制器的中心控制主体在于自来水运行系统中的4台水泵装置以及2个液位传感器，并兼顾对5台加压站运行情况的实施监控。在这一系统背景作用之下，从自来水控制系统工控工艺的角度出发，各个水泵及加压泵之间的自动控制流程关系可以用图2进行表示。

图1 PLC控制系统的基本结构框架示意图3 PLC控制系统电路设计分析

受PLC控制系统可靠性因素的影响，电源成为了现阶

图2 水泵及加压泵之间的自动控制流程关系示意图段控制系统引入干扰因素的最关键途径之一。这种由电源引入干扰因素的问题在那部分整个控制系统中存在大电机装置设备，大接触器设备的PLC工控系统而言尤为突出。从这一角度来说，PLC控制系统电路设计的关键在于防止电源引入干扰信号。相关工作人员可以采用隔离变压器实现对PLC系统的供电，并在整个控制系统单侧采用380V单位交流电源对其进行供电。特别值得一提的是：在整个PLC控制系统当中，工作人员能够在接触器辅助触点的作用之下针对整个自来水控制系统实施相应的电气连锁，最大限度的提高整个控制系统的运行可靠性。

特别值得一提的是：从整个自来水控制性的运行安全性角度上来说，PLC工控系统在无法正常运行的情况下需要及时转为手动按钮方式，继续为终端用户提供供水。基于这一因素，相关工作人员在对系统电路进行设计的过程当中针对手动控制未采用PLC控制，而以电器触点控制代替。

4 结语

伴随着现代科学技术蓬勃发展与经济社会现代化建设进程日益完善，社会大众持续增长物质文化与精神文化需求同时对新时期的工业控制系统研究事业提出了更为全面与系统的发展要求。换句话来说，工业控制系统的建设发展程度将直接关系着整个经济社会的建设发展程度。在当前技术条件支持之下，工控系统应当充分深入至国民经济建设发展的方方面面，其在自来水控制中的应用价值极为深远。本文针对PLC工控系统设计在自来水控制系统中的应用这一中心问题展开了简要分析与说明，希望能够为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考与帮助。

参考文献

［1］ 曾明如.陈祥.孙达志等.基于实时专家系统的自来水混凝投药自动控制系统［J］.南昌大学学报（工科版），2005，27（03）：7678，82.

［2］马彦宝.太原市自来水公司厂站节能优化控制系统概述［J］.科技情报开发与经济，2011，21（03）：226228.

［3］黄建春.陈日新.水井/水塔式自来水控制系统中PLC的应用［J］.机电产品开发与创新，2005，18（06）：117119.

［4］赵空勤.高鸿军.张召宁等.电气自动编程接线及PLC控制在砖瓦行业中的应用［J］.砖瓦，2007，（06）：2023.

［5］彭杰.PLC在工控系统远程通信中的应用［J］.电脑知识与技术（学术交流），2005，（12）：8991.

［6］宋涛.悬挂链加热生产线工控系统的开发［C］//第七届全国工业炉学术年会论文集，2006：226231.