基于PLC的电气自动化控制水处理系统研究

胡福如

摘 要：针对PLC的电气自动化控制水处理系统进行分析，研究了PLC技术在水处理系统中应用意义，同时还分析了基于PLC的电气自动化控制水处理系统应用，内容有：硬件设计、软件设计、上位机和下位机通信。最后结合这些内容，已某电气自动化控制项目作为案例，分析如何对其进行应用，希望通过对这些内容的分析，能够提升电气自动化控制的水处理系统应用水平。

关键词：PLC;电气自动化;水处理系统;硬件设计

PLC控制系统存在较高稳定性，借助隔离方式对这一技术进行应用，可降低外部环境对其带来的影响，同时对其进行具体应用期间存在可持续性，结合系统需要进一步编辑和修改，灵活性强，还可以对不同业务模块当中存在的不同需要运行，这样可对不同功能进行有效控制。

一、PLC技术在水处理系统中应用意义

水处理工艺进程存在较高复杂性特点，化学水处理期间，需要借助电气设备对水处理过程进行有效控制。这种情况下，继电器安装以及接线都比较麻烦，对程序进行修改也相对复杂，对具体维护工作会产生不利影响[1]。若水处理系统设备出现可能会对UI水处理系统运行的可靠性带来影响。针对这一情况，进行具体水处理期间，可借助PLC技术进行控制。因为PLC技术在编程过程中相对简单、方便，存在较高的可靠性，外界环境不会给其带来较大影响。水处理系统中对PLC技术应用，可能促使水处理系统获得及时检测和控制，促水处理功效得到有效提升，并且能在一定程度上降低能耗，这让水处理系统始终处于高效发展阶段。

PLC技术多数情况下是使用屏蔽以及隔离方式进行，这种情况不仅不会因为外界环境而受到有影响，并且在一定程度上增强运行稳定性，能在一定程度上确保系统运行持续性。一般情况下系统如果没有故障可保持20000h运行。此外，水处理系统应用PLC技术，技术人员可以将实际需要作为根据，随时对其进行编辑及更改，这样可将其制作成不同成效模块，将不同专业模块作为主要内容，用户还可以结合相应要求针对相应程序模块作出进一步选取，实现良好组织和安装，结合需求指令或者控制方面需求，针对不同功能做出有效控制。这种情况下，在电气自动化系统当中对PLC技术进行应用意义深远。

二、基于PLC的电气自动化控制水处理系统应用

（一） 硬件设计

PLC控制站是用的是西门子CPU410Smart控制器，或者使用ET200PASmart系列的IO模块，同时有冗余或者不冗余的两种解决办法[2]。以某工程为例，其针对重要的MBR控制站而言，借助冗余方案进行处理，而其他PLC控制站在则通过非冗余方案进行处理。CPU410Amart其中存在两个独立的 Profibus IO 接口，标配带防护涂层，集成48MB装载储存器，而CPU的主频则为450MHz，其平均处理时间大约为110μs，最大IO寻址范围16KB输出或者输入。

（二）软件设计

针对软件部分而言，主要是借助PCS7mart软件，其中分别有工程组态系统以及操作员系统等。对于工程组态系统也然，其主要是以CPU410Smart控制平台为基础，同时对APL功能库、控制模板等进行充分应用，技术人员系统在工程组态当中，借助编译自动生成基本数据，其中存在变量以及消息、画面操作图元等。 而对于污水处理软件而言，其能够对整个污水处理厂的工艺流程、设备操作以及参数设定等，这种情况下能够极大的促进生产的顺利高校运行。除了污水处理控制功能之外，对于这一系统进行应用，其中还存在相应管理功能，例如历史趋势的查询以及对故障信息进行处理等。

（三）上位机和下位机通信

PLC 系统针对MCGS选取，将其作为上位机，这样就能够实现触摸屏一体机建立，针对处理现场进行实施检测，同时还可以结合设备运行具体状态针对工作状态进行进一步调整，当发现问题之后则可以及时派遣工作人员对其进行处理。对于下位机而言，则选择 S7-1200PLC 对现场进行具体控制，这一机器捉妖生产自西门子，对相应编程软件进行应用，从而控制污水处理系统，对程序进行灵活设计。则可以满足开发商的设计需要。在具体通信过程中，针对继电器作出适当转换，同时借助读写模式，对其进行具体操控，然后使用 PLC对MCGS 灯进行控制，期间所应用的模式为只读模式。而在软件当中，对OLC继电器值进行采集，则可能对灯光进行控制。

（四） 实现

对PLC设计工程而言，具体设计过程中，可以针对冰箱的实际水位作出相对准确的测量，借助地悬浮球，将其设置在相应水箱当中，这样就可以借助地炫富球位置针对相应数据进行传输，从而确保相应编辑工程数据足够有效[3]。如果水位难以达到标准。如果水位难以达到标准，就一定要对二级高压进行应用，关闭水阀。PLC具体应用其原理如图1所示：

三、实际应用

以某MBR控制站为例，控制范围主要包含下列内容：膜产水系统和维护行清洗系统和恢复性清洗系统、风管反洗系统等。在传统控制过程中，针对不同MBR膜单元水产管流量计和产水泵变频器当成是PID控制，相应技术人员需要结合水的实际情况，通过手动的形式，设置单元产水量。但是从现实角度进行分析，市政污水处理厂当中的进水量不是十分稳定，尤其是在夜间，产生波动范围相对较大，工作人员必须要对来水量重点关注。此外，还需要结合来水的实际情况，通过手动方式针对MBR膜单元产水量进行调整，这样操作难度相对较大。

四、结语

对水处理控制系统进行具体应用过程中，当前主要是使用三种控制模式，分别为手动控制模式、半自动化控制模式和全自动化控制模式。要想促使PLC电气自动化控制水处理系统的优势得到充分发挥，则要求在后期应用时对其进行定期维护，使用科学有效的方式进一步促进电气自动化水处理优势的全面发挥，在具体应用过程中必须要对其定期检修，提升运行水平。

参考文献：

[1]许莹莹，張剑.基于PLC的电气自动化模块化控制水处理系统探讨[J].化工管理，2019（01）：112.

[2]杨涛，张涛，吴远.基于PLC的电气自动化控制水处理系统探讨[J].河南科技，2018（10）：92-93.

[3]余凤.关于PLC的电气自动化控制水处理系统的分析[J].电子世界，2016（16）：98.

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