繆文龍

（中國電子系統(tǒng)工程第二建設(shè)有限公司）

1 引言

隨著污水處理技術(shù)的發(fā)展， 人們對污水處理的控制要求越來越高，操作也要求簡單、便捷， 所以，PLC這種能夠滿足發(fā)展需求的控制裝置就出現(xiàn)在控制系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用中。在污水處理的控制系統(tǒng)中采用PLC做控制核心能夠滿足污水處理廠設(shè)備分散、控制點多和控制信息復(fù)雜等要求。

2 PLC相關(guān)概述

PLC（Programmable Logic Controller），中文全稱為PLC的控制系統(tǒng)或可編程的邏輯性控制器，是工業(yè)控制最為核心的部分。實際生產(chǎn)期間，PLC所組成的系統(tǒng)編程與應(yīng)用極具靈活性，且極易擴展，可以更好地適應(yīng)較為惡劣的工作環(huán)境，可靠性相對較強。對于監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理體系來說，機械設(shè)備因為種類不同，在運行過程中速度之間有較大差異，而且在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也有較大差距，建立完善的數(shù)據(jù)庫能夠?qū)崟r記錄系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，這樣方便工作人員日后進行檢查和總結(jié)。同時，在系統(tǒng)運行過程中會產(chǎn)生很多有用的運行參數(shù)，在總結(jié)歷史運行數(shù)據(jù)和正在運行的數(shù)據(jù)時，通過整理有用的數(shù)據(jù)信息，可以給日后的操作奠定良好的基礎(chǔ)。利用PLC監(jiān)控系統(tǒng)進行報警處理中，當(dāng)設(shè)備的水位等運行數(shù)值不等于設(shè)置數(shù)值時，在設(shè)定的條件下就可以自動處理，當(dāng)顯示值比報警值大時，報警系統(tǒng)會把信號傳輸?shù)街锌厥依?，進而做出有效的處理。在處理過程中，系統(tǒng)可以采用解除報警裝置進行手動解決方案，并且在事故發(fā)生的過程中數(shù)據(jù)系統(tǒng)會詳細記錄此次操作。此外，PLC監(jiān)控系統(tǒng)具有檢修功能，可以維護和保護運行設(shè)備，工作人員還要對設(shè)備系統(tǒng)進行定期檢修和維護，這樣可以確保其正常運行。

3 PLC應(yīng)用的優(yōu)勢

1）成本較低、功能較強。1臺PLC控制系統(tǒng)是由上千個編程元件所構(gòu)成，進而具備良好的控制功能，還可將其與互聯(lián)網(wǎng)連接起來實施分散控制，最突出的是PLC控制系統(tǒng)與普通型號的繼電器相比，成本價格較低，可實現(xiàn)節(jié)約成本的目的。

2）操作方法簡單、便捷。當(dāng)前，PLC控制系統(tǒng)最常見的編程即為語句表或是梯形圖，使用上述編程手段的優(yōu)勢便是簡單、便捷，并且具有較強規(guī)律性，對專業(yè)能力和理論知識的要求不是很高。同時，PLC控制系統(tǒng)的調(diào)試過程也非常容易，可在實驗室環(huán)境下有序操作完成，便于工作人員準確觀察二極管發(fā)出的信號，對于可能出現(xiàn)的問題及時調(diào)整改進，對于整個過程的安全穩(wěn)定有著極大的幫助作用。

3）適用范圍較廣泛。根據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示可知，目前，PLC控制系統(tǒng)中的所有指標均已達到了標準狀態(tài)，用戶可根據(jù)自身的實際需求自主選擇，進而再借助不同的系統(tǒng)配置來滿足需求。

4）安全與可靠性較強。某種程度上，PLC控制系統(tǒng)還具備較強的抗干擾性能，具體可分為硬件和軟件2種類型，但總體來說硬件的出現(xiàn)頻率較低，反而是繼電器等軟件取得了廣泛應(yīng)用，進而可有效解決因接觸不良導(dǎo)致的各種安全故障隱患[1]。

4 PLC在污水泵站自動化監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用策略

4.1 泵房自動控制

為了加大對污水處理質(zhì)量及效率的控制，則應(yīng)在進水泵房裝置上運用自動化控制系統(tǒng)，以便確保進水泵房相關(guān)性能的有效發(fā)揮，保證進水速度以及進水量等滿足污水處理要求，在此基礎(chǔ)上，達到較好的污水處理成效。對于進水泵房裝置來講，其對應(yīng)的自控流程主要是在對水位值進行測定的基礎(chǔ)上，根據(jù)測定數(shù)據(jù)自動執(zhí)行進水控制操作。當(dāng)水位升高至正常處理量時，則PLC自控系統(tǒng)將觸發(fā)控制按鈕，促使進水泵房裝置開始運行，需要嚴格按照水泵運行時間來合理控制水泵啟動順序，以便保證污水處理能在各裝置良好運行的前提下，達到水資源回收利用的水質(zhì)標準。在水位降低的情況下，水泵控制按鈕將依次停止，標志著進水環(huán)節(jié)的完成。通過利用自控系統(tǒng)來記錄水泵運行時間，能促使水泵根據(jù)時間信息自動輪值，發(fā)揮其在污水處理中的作用，并且有利于保障水泵裝置始終處于良好的運行狀態(tài)。在進水泵房實際運行過程中，可能出現(xiàn)水位下降至最低保護水位，這種情況下裝置將停止運作，需要重新設(shè)定水位值。由以上闡述可知，將自控系統(tǒng)應(yīng)用到污水處理中的水泵控制上，可確保有關(guān)操作行為的自動執(zhí)行，有利于提高污水處理自動化水平，并能做到對進水量的控制。

4.2 MCGS組態(tài)監(jiān)控實現(xiàn)

1）新建監(jiān)控畫面。根據(jù)污水處理流程，建立相應(yīng)的組態(tài)畫面。重點是建立狀態(tài)指示燈、限位開關(guān)、按鈕、旋轉(zhuǎn)開關(guān)、浮球式液位開關(guān)、排空電磁閥、羅茨風(fēng)機（曝氣風(fēng)機）、上水電磁閥、清水泵、潛水泵等設(shè)備，要求檢測設(shè)備有數(shù)據(jù)輸出，各執(zhí)行設(shè)備有遠程控制開關(guān)。

2）定義變量。現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)變量主要為開關(guān)型，包括各液位開關(guān)信號、電磁閥、水泵工作狀態(tài)的狀態(tài)檢測信息。輸出變量主要為浮球式液位開關(guān)、排空電磁閥、羅茨風(fēng)機（曝氣風(fēng)機）、上水電磁閥、清水泵、潛水泵等設(shè)備的啟停信號。通過連接PLC中I、Q、M和V寄存器，確定變量名稱，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

3）動畫連接。將監(jiān)控畫面中的各設(shè)備連接對應(yīng)現(xiàn)場設(shè)備變量，以動畫的形式表示變量變化的過程。

4）曲線和報表實現(xiàn)。將檢測數(shù)據(jù)變量綁定曲線和報表，自動繪制變化曲線，表現(xiàn)變化規(guī)律。報表可實現(xiàn)變量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、計算、打印和存儲等功能。

5）報警輸出。當(dāng)污水處理現(xiàn)場發(fā)生危險事件，可通過報警輸出提醒工作人員。在此工程中，報警輸出主要通過設(shè)置報警指示燈來實現(xiàn)。

4.3 現(xiàn)場控制系統(tǒng)設(shè)計

為了能夠?qū)ΜF(xiàn)場控制系統(tǒng)設(shè)計得更加準確，應(yīng)該從以下幾點進行入手。在對調(diào)節(jié)池進行控制的時候，首先，采用開關(guān)量邏輯控制。當(dāng)調(diào)節(jié)池處于高水位時，調(diào)節(jié)池高水位報警，調(diào)節(jié)池提升泵與曝氣泵聯(lián)動；當(dāng)調(diào)節(jié)池浮球處于高水位，池浮球處于低水位，調(diào)節(jié)池提升泵運行管道泵與自吸泵聯(lián)動；當(dāng)清水池浮球處于低水位時，池浮球處于高水位時，管道泵與自吸泵同時運行。2臺自吸泵輪換運行時間為10min，且清水池與管道泵、自吸泵連鎖，防止溢出。在組態(tài)設(shè)計部分，可以從組態(tài)界面上看到系統(tǒng)中設(shè)備的列表，點擊后可以看到相應(yīng)設(shè)備的當(dāng)前工作狀態(tài)，并可以對設(shè)備現(xiàn)有狀態(tài)進行改變，系統(tǒng)運行期間當(dāng)有報警發(fā)生時，界面上有相應(yīng)的報警畫面出現(xiàn)，同時，有解決報警的提示出現(xiàn)。其次，根據(jù)液位值和壓力值對系統(tǒng)進行模糊控制。需要采集池的液位信號和膜的工作壓力信號這2個模擬量信號。將模擬信號進行模糊化之后進行模糊控制，然后將模糊輸出量轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H控制量后作用于控制信號為1的蠕動泵。根據(jù)上述控制設(shè)計，畫出各部流程圖，逐步完成程序的編寫和在工控機上完成對系統(tǒng)的組態(tài)，現(xiàn)場控制系統(tǒng)就可以設(shè)計完畢[2]。

5 結(jié)語

總的來說，隨著時代的不斷發(fā)展，水資源日益緊缺，利用PLC自動控制系統(tǒng)可以對污水處理當(dāng)中的數(shù)據(jù)信息開展及時的收集工作，同時，利用這個自動控制系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)進行采集、分析和保存，進一步提高了污水處理的自動化水平，有助于我國水污染問題的處理。