梁亞秋

廣州開發(fā)區(qū)水質凈化管理中心

微探PLC變頻控制系統(tǒng)在大型水處理裝備上的應用

梁亞秋

廣州開發(fā)區(qū)水質凈化管理中心

隨著社會的不斷發(fā)展，科技的不斷進步，我國各個領域均得到了很好的發(fā)展，尤其在PLC技術得以廣泛應用后，其所獨有的優(yōu)勢使得工業(yè)生產方面得到了更大的提升。該技術在應用的過程中一直在完善和優(yōu)化，如今在大型水處理裝備方面的應用最為廣泛。本文通過查閱相關資料，簡要介紹了工藝、變頻控制系統(tǒng)工作原理、變頻控制系統(tǒng)集成，以及變頻控制系統(tǒng)軟件設計，以期能夠為拓展PLC變頻控制系統(tǒng)應用范圍與質量方面提供有價值的參考。

PLC變頻控制系統(tǒng)；大型水處理裝備；工藝；工作原理；系統(tǒng)集成；軟件設計

前言

PLC在我國已經存在多年，其經過多年發(fā)展不僅實現了技術的突破，也完成了應用范圍的拓展，如今其已經擁有門類齊全的各種功能模塊，同時也具有強大的網絡通訊能力，最大的應用領域是工業(yè)領域，在應用過程中其可以通過調節(jié)自身性能來滿足不同的控制要求。大型水處理裝備是工業(yè)生產中極為重要的組成部分，然而其中很多傳統(tǒng)功能已經難以滿足社會發(fā)展要求和發(fā)展趨勢，將PLC變頻控制系統(tǒng)應用其中后恰恰可以很好的解決此方面問題，然而不可否認的是在實際應用中依然會暴露出些許問題。

一、工藝介紹

水處理裝備主要由兩個系統(tǒng)組成，一是預處理系統(tǒng)；二是反滲透除鹽系統(tǒng)，其中預處理部分又可以劃分為多個方面：一，取水泵；二，增壓泵；三，旋流過濾器；四，計量泵；五，自清洗預過濾器；六，超濾系統(tǒng)；七，加藥裝置。而反滲透系統(tǒng)則是由：一，超濾水泵；二，保安過濾器；三，計量泵；四，高壓泵；五，反滲透膜組；六，反滲透低壓沖洗泵；七，加藥裝置。根據分析可知，其中高壓泵變頻控制是最為核心的部分，本文也將圍繞其展開論述，該系統(tǒng)在實際的應用中能夠滿足不同水質的要求，并且保證水速的穩(wěn)定性[1]。

二、變頻控制系統(tǒng)工作原理

反滲透水處理變頻控制系統(tǒng)中是大型水處理裝備的重要組成部分，而整個系統(tǒng)控制后，水流量調節(jié)往往起著十分重要的作用，只有充分做好調節(jié)工作，才能夠有效提升系統(tǒng)生產效益，以及設備的安全、穩(wěn)定性，在此次系統(tǒng)設計中，水泵電機作為輸出環(huán)節(jié)，而轉速效果則由變頻器來完成，將兩者進行綜合后才可以更好的實現變流量的調節(jié)工作。變頻器在開展工作之前，其需要接收到控制器發(fā)出的信號，否則其不會對水泵電機產生任何作用，另外，控制器綜合流量設定參考值與現場反饋的實際流量值信號后，其需要經過PID的調節(jié)，在調節(jié)后方可發(fā)送正確的指令。在信號傳輸的過程中，模擬信號的轉換是十分重要的，另外，在流量設定值方面也要進行完善，鑒于其容易受到其他因素影響，因此應根據實際的運行環(huán)境來進行設定，如溫度或是氣壓等方面，均是影響因素。

三、變頻控制系統(tǒng)集成

在此方面應做好系統(tǒng)硬件的選擇工作，如系統(tǒng)控制核心，其往往會選擇西門子S7-400PLC；變頻器則會選擇MM420。變頻器在接收到相關指令后，其會自動進行調頻，使電動機的轉速得到變化，從而滿足應用要求，使管道的進水量、出水量能夠得到控制，而感應器則會根據實際的管道運輸量進行信息傳遞，從而實現閉環(huán)控制系統(tǒng)，而最終的反饋結果也會由相應的模塊進行輸出，如此一來也就能夠完成電磁閥和指示燈等器件的控制[2]。

四、變頻控制系統(tǒng)軟件設計

（一）主程序實現

主程序是最為關鍵的部分，若主程序的設計不夠完善，則會直接影響到整個系統(tǒng)的應用效果，因各個子系統(tǒng)的管理調用以及應用均需要通過主程序的調度，由此可見其重要性。另外，故障處理子程序是其中十分重要的部分，其主要可以分為：一，執(zhí)行器故障檢測處理報警；二，安全保護程序。在設計中應充分完善此兩個方面，否則很難保證整個系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

（二）水處理流量調節(jié)PID算法實現

為了能夠優(yōu)化整個系統(tǒng)設計，因此在進行設計之前進行了一定的市場調查，以便于能夠尋找到更為合適的器件、核心元件等，在本次設計中，SIEMENS公司PLC的集成開發(fā)環(huán)境STEP7是最為合適的，其所提供的PID控制功能也十分完善，對于大型水處理設備而言也較為契合，用其來實現PID控制能夠很好的提升質量，具體如下：當控制器輸出上限報警為1時，往往代表水的流量較小，而控制器發(fā)送的信號數值也相對較低，若出現相反情況時，輸出下限報警則會變?yōu)?，此時其水流量會變大，控制器所發(fā)送的水量信號數值也會隨著增加，此種情況下應對水泵進行檢查和確認，以便于及時對其進行速度調整，或是直接停止運行[3]。

為了可以使PID調節(jié)工作質量得以提升，在進行此方面設計時應做好實時監(jiān)控工作，充分提升監(jiān)控畫面的質量，另外要實現手動觸屏功能，以便于能夠在畫面中根據實際情況來調節(jié)，或是手動輸入相應的值。自動調節(jié)也是較為重要的，在進行此方面時，應關注柱狀圖，在圖中確定設定值的百分比，和PID調節(jié)輸出值，另外，在此方面還可以利用實時曲線的作用來達到目的，主要是觀察各個變量，以便于能夠找到其中的關系，并對其進行深入調節(jié)。

結語

綜上所述，研究關于PLC變頻控制系統(tǒng)在大型水處理裝備上的應用方面的內容具有十分重要的意義，其不僅關系到我國大型水處理裝備的優(yōu)化和應用，也關系到PLC變頻控制系統(tǒng)的應用與發(fā)展，甚至與水處理質量方面息息相關。如今人們對各個方面的要求越來越高，行業(yè)之間的競爭也越來越大，為了能夠為人們創(chuàng)造更好的生活環(huán)境，我國一直在優(yōu)化水處理裝備和技術，在PLC變頻控制系統(tǒng)得以應用后，此方面的發(fā)展態(tài)勢十分良好，但依然有些待完善之處，因此相關機構和人員應加強此方面的研究。

[1]薄關鋒.基于PLC的橋式抓斗起重機變頻控制系統(tǒng)優(yōu)化設計[J].電氣傳動自動化,2011,01:40-41+46.

[2]董有祥.PLC變頻控制技術在礦井提升機控制系統(tǒng)中的應用[J].科學之友,2011,23:52-53.

[3]楊力千.基于Profibus-DP的PLC變頻控制系統(tǒng)通信故障分析與改進[J].電工技術,2014,10:38-39+46.