安徽省城乡规划设计研究院 230022
摘要：PLC自动化控制系统也就是可编程控制器自动化控制系统，该系统应用在城市自来水厂中，具有非常大的优势，比如提高自来水厂的经济效益，减少工作人员的工作量，同时也能够降低生产成本等。本文首先对PLC配置进行了简单的介绍，其次对PLC控制模式进行了阐释，最后对PLC自动化控制系统在城市自来水厂的应用进行了探讨，仅供参考借鉴。
关键词：PLC自动化控制系统；自来水厂；应用
因为城市居民生活品质越来越高，所以对日常饮用水质量需求也越加高，再加之，淡水资源已经处于紧缺的状态，所以城市自来水处理工作显得十分重要。如果按照传统的方式来进行控制，水质难以保证，所以必然应用新型的控制方式，PLC自动化控制系统完全值得尝试使用。虽然就目前的技术水平，城市自来水厂还不能完全的实现自动化控制，但是在重要的水处理环节已经应用，因此效果也非常好。
一、自来水厂PLC配置
某自来水厂，PLC硬件配置为：CPU、DO模块、通讯模块、电源模块、显示器、模块支架、2KWUPS。水厂取水泵站、加药站、加氯站、净化间站、送水泵站、变电所、控制室及监测控制系统、全部配置PLC自动化控制。
本自来水厂应用的是集散型控制系统，可编程控制器各个分站通过通讯母线来进行有效的连接，因此可靠性非常高，各个分站之间可以实现数据信息共享，同时工作人员可以使用可编程控制器进行计算调节，同时实现中最佳控制，所以各个分站中之间虽然彼此连接，但是各自都具有相应的独立性，如果系统出现了异常情况，可编程控制器能够对自身范围内的运行设备进行自动化控制。本自来水厂中控室使用了2台计算机，两者通过并联的方式进行运行，进而使得整个运行系统更加的可靠，更加的灵活。
二、PLC的控制模式
该自来水厂所应用的可编程控制器有三级控制，分别为：首先，各个可编程控制器工作站按照检测到的设备运行过程中的各项数据参数，以此明确设备状态，进行自动化控制；其次，水厂中心控制室中设置了一台或者多台计算机，由管理人员进行控制，此种控制方式称之为手动控制；最后，现场工作人员借助操作平台，控制箱等设备进行控制，此种控制方式称之为就地手动控制。自来水产会按照生产需求，选择一种最为合适的控制模式。对于城市自来水厂来说，最重要的工作环节就是水处理，而水处理最为重要的步骤有加药系统、加氯系统，这两个步骤都可以选择应用PLC。而其他生产步骤，工作人员可以选择应用可编程控制器与现场操作设备统一配合，可以通过就地手动控制或者中控制来完成生产任务。工作人员完全没有必要一定要实现自来水厂的完全自动化控制。操作过程中，工作人员要设计一个安全密码，这样不仅可以有效的避免误操作，也可以有效防止在没有经过许可的情况下进行操作。中心控制室是整个控制系统的核心，所以中心控制室的密码以及优先权都是最高等级，而其他分站则次之。如果使用可编程控制器键盘输入不同的命令，工作人员需要取得优先权，并且在此基础上，再输入相应的密码，才能够实现自动化操作。
三、系统功能
可编程控制器应用在城市自来水厂中，能够实现无人值守，其具备的功能如下：
首先，可编程控制器能够对整个自来水厂设备进行动态显示，了解设备状态，以此实现设备的自动化控制；其次，能够为工作人员提供自动操作界面；再次，当设备出现异常情况时，能够进行语音报警，并且能够将画面显示给工作人员；第四，可以对早前的操作与系统进行必要的查询，也能够进行实时曲线查询，而且可以与打印机进行有效的连接，直接将报表打印出来。
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除此之外，可编程控制器各个分站还具有远程监控的作用，具体表现如下：首先，能够将各个分站的工艺流程图完全的显示出来，并且各个分站设备状态也能实现实时监控；其次，能够提高画面，也能够进行远程语音报警，可以实时进行系统状态监控，也可以实现系统查询以及打印报表。
四、PLC的应用
可编程控制器主要是由单因子流动电流、取样泵、超声波流量计等构成。可编程控制器主要是主要是应用在自来水厂的加药系统、加氯系统中，在此笔者将详细的阐释。
1、可编程控制器在加药系统中的应用
水处理期间，加药环节需要很长时间，而且还存在着各种干扰因素，变化呈现出非线性规律，所以十分复杂。因此，就现阶段的技术水平而言，很难实现自动化控制。现阶段，我国很多自来水厂工作人员都是凭借着自己多年的工作经验通过手工投加的方法来进行加药控制。对于水处理环节而言，加药环节十分重要，这主要是因为加药与企业经济效益息息相关，同时对社会发展也有一定的影响。加药过程中，混凝剂投加量的多少直接关系到自来水浊度是否达到了要求，因此加药工作者务必要注意。选择应用可编程控制器主要是为了能够提高自来水的质量，减少药量消耗，同时减少工作人员的劳动量，减少生产资金。就目前的水厂经济技术水平而言，可编程控制器应用选择应用流动电流法，加药的过程中，将原水流量看作是前馈变量，将取样水的流动电流值看作是反馈变化。可编程控制器接收流动电流信号，并且将该信号与系统程序中最合理的设定值比较，之后输出流动电流信号，以此来控制变频器，以此来控制加药频率，系统会依据需求来调整加药量，以便流动电流能够一直接近设定值，确保沉淀池浊度能够一直保持在合理的范围。加药自动化控制装置，为前馈、反馈闭环控制装置，设计人员在设计装置程序时，通常会设计一个数学模型，通过该模型来实现自动控制。
2、加氯系统的PLC控制
水处理的加氯过程可分为前加氯和后加氯。前加氯一般采用根据原水流量比例投加的方式，而后加氯则采用复合环控制投加的方式。根据原水流量比例投加的控制原理是：PLC根据原水流量的变化及设定的投加率控制加氯机，从而实现自动控制加氯量。复合环控制投加的原理为：PLC通过输人的原水流量信号及加氯后取样水的余氯值和设定的余氯值，采用PID规则，输出一个AO信号来控制加氯机，形成一个闭环控制。
3、中控室计算机监控系统
中控室监控计算机采用Windows2000操作系统，与各PLC主站之间通过Ethernet通讯联络实现资源共享，各PLC主站之间通过通讯网络除了对本站设备进行操作显示外，还可了解其他站的情况。所用监控软件为WINCC6.0，该软件人机界面好，功能强大，能根据需要进行动画链接，比较直观。中控室监控计算机设有提升泵站、10KV一次系统、低压配电系统监控窗口等。
五、结语
综上所述，可知PLC自动化控制系统应用在中城市自来水厂中价值非常大，此系统会成为城市自来水厂未来的重要系统设备，由于技术水平不高，该系统还有很多方面需要改进，以此实现全厂自动化。本文是笔者多年应用PLC自动化控制系统经验的总结，希望对城市自来水厂发展提供帮助。
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论文作者:刘海全
论文发表刊物:《基层建设》2015年21期供稿
论文发表时间:2016/4/5
标签：自来水厂论文; 系统论文; 可编程控制器论文; 加药论文; 工作人员论文; 设备论文; 水处理论文; 《基层建设》2015年21期供稿论文;