摘 要:PLC是以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的可編程控制器,具有編程簡單、使用靈活、能耗低、易維護的特點,是當前工業(yè)生產(chǎn)自動化控制領(lǐng)域常用的技術(shù)之一。由于其抗干擾能力強,對于多種工作環(huán)境都有著較好的適應性,所以應用范圍十分廣泛。文章針對自來水廠自動化系統(tǒng)PLC控制有關(guān)問題進行探討。首先闡述了自來水廠自動化控制系統(tǒng)相關(guān)功能,介紹了水廠處理流程,最后對PLC技術(shù)在自來水水廠自動化控制的應用進行了分析。
關(guān)鍵詞:PLC控制;水廠;自動化
引言
PLC,即可編程邏輯控制技術(shù)(Programmable Logic Controller),起源于上個世紀60年代末,是繼繼電器之后的主要機械設(shè)備控制技術(shù),具有邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)、運算等多項功能,用數(shù)字化技術(shù)代替原有的機械設(shè)備控制方法,可以極大地提高控制信息輸入、輸出速度,提高機械設(shè)備的運行穩(wěn)定性和工作效率,廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)機械設(shè)備運行控制領(lǐng)域。自來水企業(yè)作為大型生產(chǎn)服務企業(yè),機械設(shè)備使用規(guī)模很大,在自來水企業(yè)生產(chǎn)中使用PLC控制技術(shù),是保障自來水正常、穩(wěn)定、安全生產(chǎn)、供應的重要技術(shù)措施,也是自來水廠提高現(xiàn)代化水平,打造企業(yè)競爭力,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。加強對PLC技術(shù)的深入研究,對于實現(xiàn)自來水企業(yè)自動化生產(chǎn)運行,具有極為深遠的積極意義。
1 水廠自動化控制系統(tǒng)分析
自來水廠是重要的基礎(chǔ)設(shè)施,是工業(yè)生產(chǎn)、居民生活的重要保障,是現(xiàn)代城市正常運行中不可或缺的組成部分。自來水廠的自動控制系統(tǒng)主要包括配電系統(tǒng)、出水泵房、沉淀池以及濾池等單元。這些單元通過控制室的計算機系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度、管理,相關(guān)設(shè)備運行信息從一線傳遞到控制室,控制室以此做出指示并將指令發(fā)送給一線,有現(xiàn)場設(shè)備予以執(zhí)行。下面,就對自來水廠的的自動化控制系統(tǒng)各項功能進行簡要介紹。
1.1 自動化系統(tǒng)具有顯示功能
自來水廠自動化系統(tǒng)可以將系統(tǒng)內(nèi)主要機械設(shè)備的運行狀態(tài)以指標形式顯示出來,同時對生產(chǎn)過程中的主要工藝參數(shù)進行顯示,以此使得技術(shù)人員對生產(chǎn)過程有著較為全面的了解和掌握,從而進行針對性的調(diào)整和操控。
1.2 自動化系統(tǒng)具有報警功能
針對生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的異常情況,系統(tǒng)設(shè)置了相應的報警功能,一旦設(shè)備狀況出現(xiàn)問題,偏離允許范圍,報警系統(tǒng)會立即發(fā)出警報,提升相關(guān)部門人員處理,并顯示出具體的報警信息和畫面,存儲在數(shù)據(jù)庫中可以打印查看。
1.3 自動化系統(tǒng)可以實現(xiàn)一定程度的自我控制和操作
在實際工作中,中央控制室可以對生產(chǎn)流程中的機械設(shè)備,根據(jù)生產(chǎn)需求進行必要的調(diào)整和控制,并對PLC系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)以及分控站的程序進行重新設(shè)定。
1.4 自動化系統(tǒng)具有可以對數(shù)據(jù)庫進行有效管理
為了充分發(fā)揮PLC的優(yōu)勢,實現(xiàn)自動化控制目的,自來水廠自動化控制系統(tǒng)建立了生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫和事故數(shù)據(jù)庫,分別對應生產(chǎn)過程中和事故處理過程中需要的相關(guān)數(shù)據(jù)的記錄、存儲、整理、分析以及使用。當工作需要時,系統(tǒng)會對指定的數(shù)據(jù)庫進行管理,提存數(shù)據(jù)使用并做好相關(guān)數(shù)據(jù),以實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的動態(tài)積累。
1.5 自動化系統(tǒng)具有輸出和打印報表功能
針對生產(chǎn)過程中的各項信息、數(shù)據(jù),系統(tǒng)可以對其進行分析、整理,并以報表的形式輸出打印出來,為管理者決策提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
1.6 自動化系統(tǒng)具有通訊功能
總調(diào)度室和中控室之間具有專線聯(lián)系,可以進行實時通信,以保證數(shù)據(jù)和信息的有效傳遞與溝通。
1.7 自動化系統(tǒng)建有WEB服務器
這一功能主要是為實現(xiàn)生產(chǎn)信息共享提供服務的。
2 自來水廠水處理流程
自來水廠生產(chǎn)中使用的自動化控制系統(tǒng)是為企業(yè)生產(chǎn)而服務的,所以受企業(yè)生產(chǎn)工藝流程影響很大,不同的工藝路線、處理方法、機械設(shè)備等都會使得自動化系統(tǒng)呈現(xiàn)出不同的特點。但萬變不離其宗,我國自來水廠所采用的水處理流程大體上還是相同的,一般包括取水、制藥、加藥、混凝、沉淀、過濾、消毒和送水等環(huán)節(jié)。
水廠的水主要來自于湖泊、河流、地表水和地下水等。這些水源通過輸送管道進入水廠時會帶入大量雜質(zhì),必須經(jīng)過必要的處理才能滿足人們生產(chǎn)、生活使用要求。在水的處理過程中,第一道工序就是除去水中的大量雜質(zhì)和有害物質(zhì),水中存在的懸浮物、膠體以及細菌等危害人類健康的有害成分都是需要清除、凈化的對象。水廠取得水源后按照實際的生產(chǎn)需要采用合理的生產(chǎn)工藝,根據(jù)工藝參數(shù)等條件科學進行混凝劑的配制。在向水中加入混凝劑的同時還要通入氯氣,利用氯氣的消毒殺菌作用對水中的微生物、細菌進行處理。在藥劑的作用下,水中雜質(zhì)形成顆粒狀的凝體,這個過程稱之為混凝。在這一過程中,三氯化鋁、硫酸鋁等水處理藥劑被大量使用。之所以使用含鋁藥劑,主要是因為鋁具有很強的吸附能力,可以促進水中的雜質(zhì)和懸浮物的聚集。實際使用過程中,水處理藥劑溶解在水中后,析出大量鋁粒子,在其作用下,許多常態(tài)下難以沉淀的雜質(zhì)顆粒等形成絮粒狀,并在重力的作用下向下沉淀,在將這部分沉淀與水主體分離,從而達到除雜的目的。水廠中主要使用沉淀池進行這一過程。水加入藥劑后先導入沉淀池,進行沉淀,達到處理效果后再導入下一工序。隨著生產(chǎn)時限的增長,沉淀池中沉淀的污物越來越多,必須使用石英砂等具有孔隙的顆粒物將它們排除過濾,并利用濾料層的粘附性攔截水中的懸浮顆粒。這一過程中,水中的細小雜質(zhì)、細菌、有機物等都得到了較好的凈化處理。但由于石英砂吸附的雜質(zhì)不能自動消除,必須定期清洗,才能保證過濾層的工作效率和質(zhì)量。在此之后,水還要進行必要的消毒處理,以清除水中殘余的細菌病毒等,保證用水安全。最后處理好的水導入清水池匯中,向用戶供應。
3 PLC控制在自來水水廠自動化控制的應用
3.1 使用PLC可以實現(xiàn)開關(guān)量的邏輯控制
邏輯控制是PLC技術(shù)的最基本功能。水廠的生產(chǎn)過程中存在大量的開關(guān)量,通過PLC對這些開關(guān)量進行有效的邏輯控制。在PLC問世之前,繼電器是實現(xiàn)這一功能的常用技術(shù),PLC出現(xiàn)后,可以更加簡潔、高效、迅速的的實現(xiàn)邏輯控制、順序控制以及單個設(shè)備的控制等多種功能。此外,在多個水廠生產(chǎn)流水線中,加礬、加氯等操作也可由PLC進行自動化控制。
3.2 PLC可以進行模擬量控制
在水廠生產(chǎn)過程中,溫度、流量、壓力、液位等是重要的生產(chǎn)參數(shù),必須對其進行實時監(jiān)測和控制。而這些參數(shù)控制的實現(xiàn)主要依賴于PLC的編程控制。PLC控制系統(tǒng)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行控制。
4 結(jié)束語
憑借著強大的技術(shù)優(yōu)勢,PLC在水廠自動化控制領(lǐng)域獲得了廣泛應用。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴大,水廠自動化水平會越來越高,PLC的應用領(lǐng)域也會更加寬廣,發(fā)揮的作用也會不斷加大。各水廠要高度認識到PLC的重要作用,深入研究,不斷探索,將PLC的作用發(fā)揮到最大,為經(jīng)濟發(fā)展和人們生活用水安全提供堅實的技術(shù)保障。
參考文獻
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