水厂自动化的PLC控制探析

摘 要：PLC是以计算机技术为基础的可编程控制器，具有编程简单、使用灵活、能耗低、易维护的特点，是当前工业生产自动化控制领域常用的技术之一。由于其抗干扰能力强，对于多种工作环境都有着较好的适应性，所以应用范围十分广泛。文章针对自来水厂自动化系统PLC控制有关问题进行探讨。首先阐述了自来水厂自动化控制系统相关功能，介绍了水厂处理流程，最后对PLC技术在自来水水厂自动化控制的应用进行了分析。

关键词：PLC控制；水厂；自动化

引言

PLC，即可编程逻辑控制技术（Programmable Logic Controller），起源于上个世纪60年代末，是继继电器之后的主要机械设备控制技术，具有逻辑运算、顺序控制、定时、计数、运算等多项功能，用数字化技术代替原有的机械设备控制方法，可以极大地提高控制信息输入、输出速度，提高机械设备的运行稳定性和工作效率，广泛应用于工业生产机械设备运行控制领域。自来水企业作为大型生产服务企业，机械设备使用规模很大，在自来水企业生产中使用PLC控制技术，是保障自来水正常、稳定、安全生产、供应的重要技术措施，也是自来水厂提高现代化水平，打造企业竞争力，实现可持续发展的必由之路。加强对PLC技术的深入研究，对于实现自来水企业自动化生产运行，具有极为深远的积极意义。

1 水厂自动化控制系统分析

自来水厂是重要的基础设施，是工业生产、居民生活的重要保障，是现代城市正常运行中不可或缺的组成部分。自来水厂的自动控制系统主要包括配电系统、出水泵房、沉淀池以及滤池等单元。这些单元通过控制室的计算机系统统一调度、管理，相关设备运行信息从一线传递到控制室，控制室以此做出指示并将指令发送给一线，有现场设备予以执行。下面，就对自来水厂的的自动化控制系统各项功能进行简要介绍。

1.1 自动化系统具有显示功能

自来水厂自动化系统可以将系统内主要机械设备的运行状态以指标形式显示出来，同时对生产过程中的主要工艺参数进行显示，以此使得技术人员对生产过程有着较为全面的了解和掌握，从而进行针对性的调整和操控。

1.2 自动化系统具有报警功能

针对生产过程中可能出现的异常情况，系统设置了相应的报警功能，一旦设备状况出现问题，偏离允许范围，报警系统会立即发出警报，提升相关部门人员处理，并显示出具体的报警信息和画面，存储在数据库中可以打印查看。

1.3 自动化系统可以实现一定程度的自我控制和操作

在实际工作中，中央控制室可以对生产流程中的机械设备，根据生产需求进行必要的调整和控制，并对PLC系统相关参数以及分控站的程序进行重新设定。

1.4 自动化系统具有可以对数据库进行有效管理

为了充分发挥PLC的优势，实现自动化控制目的，自来水厂自动化控制系统建立了生产数据库和事故数据库，分别对应生产过程中和事故处理过程中需要的相关数据的记录、存储、整理、分析以及使用。当工作需要时，系统会对指定的数据库进行管理，提存数据使用并做好相关数据，以实现数据库的动态积累。

1.5 自动化系统具有输出和打印报表功能

针对生产过程中的各项信息、数据，系统可以对其进行分析、整理，并以报表的形式输出打印出来，为管理者决策提供数据依据。

1.6 自动化系统具有通讯功能

总调度室和中控室之间具有专线联系，可以进行实时通信，以保证数据和信息的有效传递与沟通。

1.7 自动化系统建有WEB服务器

这一功能主要是为实现生产信息共享提供服务的。

2 自来水厂水处理流程

自来水厂生产中使用的自动化控制系统是为企业生产而服务的，所以受企业生产工艺流程影响很大，不同的工艺路线、处理方法、机械设备等都会使得自动化系统呈现出不同的特点。但万变不离其宗，我国自来水厂所采用的水处理流程大体上还是相同的，一般包括取水、制药、加药、混凝、沉淀、过滤、消毒和送水等环节。

水厂的水主要来自于湖泊、河流、地表水和地下水等。这些水源通过输送管道进入水厂时会带入大量杂质，必须经过必要的处理才能满足人们生产、生活使用要求。在水的处理过程中，第一道工序就是除去水中的大量杂质和有害物质，水中存在的悬浮物、胶体以及细菌等危害人类健康的有害成分都是需要清除、净化的对象。水厂取得水源后按照实际的生产需要采用合理的生产工艺，根据工艺参数等条件科学进行混凝剂的配制。在向水中加入混凝剂的同时还要通入氯气，利用氯气的消毒杀菌作用对水中的微生物、细菌进行处理。在药剂的作用下，水中杂质形成颗粒状的凝体，这个过程称之为混凝。在这一过程中，三氯化铝、硫酸铝等水处理药剂被大量使用。之所以使用含铝药剂，主要是因为铝具有很强的吸附能力，可以促进水中的杂质和悬浮物的聚集。实际使用过程中，水处理药剂溶解在水中后，析出大量铝粒子，在其作用下，许多常态下难以沉淀的杂质颗粒等形成絮粒状，并在重力的作用下向下沉淀，在将这部分沉淀与水主体分离，从而达到除杂的目的。水厂中主要使用沉淀池进行这一过程。水加入药剂后先导入沉淀池，进行沉淀，达到处理效果后再导入下一工序。随着生产时限的增长，沉淀池中沉淀的污物越来越多，必须使用石英砂等具有孔隙的颗粒物将它们排除过滤，并利用滤料层的粘附性拦截水中的悬浮颗粒。这一过程中，水中的细小杂质、细菌、有机物等都得到了较好的净化处理。但由于石英砂吸附的杂质不能自动消除，必须定期清洗，才能保证过滤层的工作效率和质量。在此之后，水还要进行必要的消毒处理，以清除水中残余的细菌病毒等，保证用水安全。最后处理好的水导入清水池汇中，向用户供应。

3 PLC控制在自来水水厂自动化控制的应用

3.1 使用PLC可以实现开关量的逻辑控制

逻辑控制是PLC技术的最基本功能。水厂的生产过程中存在大量的开关量，通过PLC对这些开关量进行有效的逻辑控制。在PLC问世之前，继电器是实现这一功能的常用技术，PLC出现后，可以更加简洁、高效、迅速的的实现逻辑控制、顺序控制以及单个设备的控制等多种功能。此外，在多个水厂生产流水线中，加矾、加氯等操作也可由PLC进行自动化控制。

3.2 PLC可以进行模拟量控制

在水厂生产过程中，温度、流量、压力、液位等是重要的生产参数，必须对其进行实时监测和控制。而这些参数控制的实现主要依赖于PLC的编程控制。PLC控制系统配置有配套的转换模块，模拟量可在编程控制器的作用下进行控制。

4 结束语

凭借着强大的技术优势，PLC在水厂自动化控制领域获得了广泛应用。随着生产规模的扩大，水厂自动化水平会越来越高，PLC的应用领域也会更加宽广，发挥的作用也会不断加大。各水厂要高度认识到PLC的重要作用，深入研究，不断探索，将PLC的作用发挥到最大，为经济发展和人们生活用水安全提供坚实的技术保障。

参考文献

[1]刘玉芹，刘敬文.PLC在长治污水处理厂中的应用[J].中国仪器仪表，2005（9）.

[2]黄辉.PLC技术在水厂的应用[J].水利工程，2011.

[3]刘贤，梁慧敏，李国良，等.基于模型的设计在PLC控制系统开发中的应用[J].电气自动化，2014.