PLC在自来水厂自动化系统的应用

自来水厂与人们的生活息息相关，关乎到人民群众利益和社会发展。随着人们生活水平的提高，对于饮水水质的要求也逐渐提高。本文主要介绍了自来水厂中PLC的应用，希望可以推动我国自来水厂的发展。

【关键词】自来水厂自动化系统 PLC 应用

自来水厂的自动化系统中应用的PLC提高了自来水厂出水的水质，并且具有降低能耗和增加企业经济效益和管理水平的优点。因此在自来水厂中的应用比较广泛。PLC硬件的配置一般都有CPU、AI模块、AO模块、DI模块、DO模块，以及通讯和电源模块，另外还有必须的显示器和模块支架等等。只有这些基本硬件配置达到最优的状态的时候，才可以令自来水厂的自动化系统运行良好。

1 PLC的控制模式

PLC的控制模式一般可以分为三种，即三级控制模式。

（1）每一个PLC工作站根据实时监测的各类仪表数据、还有仪表参数以及设备的状态达到一种自动控制目的。

（2）中心控制室中的工作人员需要利用计算机手动控制。

（3）在自来水厂自动化系统中的现场工作人员需要根据不同的位置分配相应的责任，需要在PLC面板、操作台还有控制箱三个地方手动操作控制。

选择合理的控制系统结构是自控系统稳定性，可靠性的基础，莲花山水厂选择了集中管理，分布控制的集散型控制系统。便于实现中央控制室，车间就地现场三级控制。集散型控制系统最大优越性，保证系统可靠性，便于维护和管理。

2 PLC在自来水厂自动化系统中的应用

2.1 加药基本配置

PLC控制的基本配置有单因子流动电流SCD仪和变频器。此外在自来水厂自动化系统中的加药系统中需要加药计量泵、安全阀、阻尼器、稳压阀、取样泵、浊度仪等。而加氯系统中则需要有加氯机、减压阀、真空调节器，还有余氯分析仪以及电磁流量计、PH计等。这些是自来水厂加药系统正常运作的基本配置，在实际的操作过程中可能还需要更多的配置，也都会影响自来水厂出水质量。

2.2 在加药系统中的应用

自来水厂自动化系统中的加药系统着手应用PLC技术，可以提高自来水厂效益。不同的自来水厂所具备的经济技术水平不同，所以要从实际情况出发对加药系统实施自动控制技术。目前普宁莲花山自来水厂采用的是SCD法。在整个系统运作过程中必须要将SCD控制在与设定值极为接近的范围中，这样才可以保证平流沉淀池中待滤浊度能够一直在一个非常低的范围之中，才可以令自来水厂的水质符合相应的标准。普宁莲花山水厂加药系统中的自控采用的是复合环控制系统。如图1所示。

2.3 在加氯系统中的应用

自来水厂的水处理的加氯过程需要分为两个步骤，一个是前加氯，一个是后加氯。前加氯通常情况下是运用原水流量比例投加的方式，紧接着进行的后加氯过程则需要运用复合控制投加的方式。流量比例投加的控制原理与投加率的控制息息相关。因此为了应用PLC技术，结合滤后水流量的变化如图2所示。

还有已经设定好了的投加率来实现加氯机的控制，最终达到自动控制加氯量的目的。在这当中复合控制投加需要应用PLC将输入的滤后水流量信号、余氯值、设定好了的余氯值这三种数据，并使用PID控制，利用PLC的输入信号，这个信号的作用是为了更好地控制加氯机，使其形成一个闭环控制。在这个过程中余氯值会围绕着设定值变化，因此必须保证饮用出厂水余氯游离氯在0.3-1.0PPM范围内，這样才会确保最终产出的自来水中的水质符合国家《生活用水饮用卫生标准》。

2.4 V型滤池

V型滤池主要设备有冲洗鼓风机、反冲洗泵、及相应气动阀门、调节阀、超声波液位计、PLC柜。控制运行方式有自动、中控、现场3种，在自动状态下，PLC根据滤层阻塞程度和冲洗周期，判断滤池是否满足冲洗条件，PLC自动输出信号，关闭进水阀，打开虑后调节阀，降低水位，以免浪费水资源，达到最低时，打开排水阀：

（1）启动鼓风机，打开相应阀门，进行气洗。

（2）再启动冲洗泵，打开相应阀门，进行气水反冲洗。

（3）关闭鼓风机及相应阀门，最后进行水洗。滤池的恒水位控制，自动反冲洗以及故障保护，全由PLC自动完成。

2.5 送水泵站

送水泵站主要设备有送水泵、液控蝶阀、高低压配电以及相应设备保护及继电保护、PLC柜、出厂水在线检测仪表，泵站根据出厂水的压力来调整送水泵的台数。

2.6 在中控室计算机监控系统中的应用

中控室监控计算机采用的操作系统应当与每一个PLC主站之间形成资源共享，利用Ethernet通讯联络可以实现这一目的。在每一个PLC主站之间一旦有了通讯网络便可以实现操作本站设备的目的。监控软件应当选择比较适合，莲花山水厂使用的是FIX系统，这一软件具有良好的人机界面，具有强大的功能，还可以满足动画链接的需求，总的来说比较直观。

3 结束语

PLC技术在自来水厂自动化系统中的应用确实可以提高效率，降低能耗。

参考文献

[1]林洁.PLC控制在水厂自动化控制中的运用[J].科技风，2011（09）

[2]陈研斌.PLC在水厂自动化控制中应用[J].工业仪表与自动化装置，2014（09）.

作者简介

陈荣彬（1977-），男，大学专科学历。副厂长，电气助理工程师。研究方向为自动化在水厂中水处理应用与实践。

作者单位

广东省普宁市莲花山自来水厂 广东省普宁市 515300