论（lùn）自来水厂中的ＰＬＣ自控技术的运用

摘要：通过对（duì）水厂PLC可（kě）编程自控系统应用的介绍（shào），说明（míng）了可编程（chéng）控制器在工控中的重要地位。
1、系统网络（luò）结构：
　　　　该方案采用一层以太网和两层FIPWAY 双绞（jiǎo）线网络, 以太网的速度为10Mb/ s， FIPWAY 网络的速（sù）度（dù）为（wéi）1Mb/ s。两台监控计（jì）算机通过以太网连接（jiē）, 实现监控计算机备用的功能; 两台监控计（jì）算机与PLC1 、PLC2 、PLC3 、PLC4 、PLC5 、PLC6 构成第一层FIPWAY 网络, 其主要功能是将所有接入PLC 的信号传送至两台监控计算机; PLC3 和12格滤池控制台组（zǔ）成第二层（céng）FIPWAY 网络, 用以完成反冲洗的控制。
2、各分站描述：
　　2.1 取水泵站PLC：
　　(1) 主要检测（cè）参数（shù）。
　　原（yuán）水PH 值、流（liú）量（liàng）、温度、浊度; 原水进水阀开度、原水进水阀超限（xiàn）位报警、原水进水阀限位开关、原水（shuǐ）进水阀故障报警。
　　(2) 主要控制功能。
　　原水泵控制; 接受并执行来自监控计算（suàn）机的正确指令（lìng）和参数设置; 将原水泵及吸水井的（de）运行状态及（jí）参数传送（sòng）至监控计算机（jī）。
　　2.2 加药加氯PLC
　　(1) 主要检（jiǎn）测参数。
　　溶解池、溶液池液位连（lián）续检测、高低位、超高位报警; 计量（liàng）泵（bèng）开停、计量泵手/ 自动、计量泵故障、计量泵冲程检测、计量泵变频装置频率检测、计量泵变频装置故（gù）障检测、计量泵变频（pín）装置手（shǒu）/ 自动; 搅（jiǎo）拌器开停、故障; 稀释水阀开（kāi）关状态; 进/ 出液阀开关状态。氯瓶称重、氯气投加量、漏氯报警、加氯（lǜ）机开/ 停状态; 氯路切（qiē）换及电（diàn）动球阀工作状态（tài）; 空瓶信号检测。
　　(2) 主要控制功能。
　　加药泵的控制; 溶药（yào）池相关设（shè）备的监控; 加氯系统的（de）监控; 将加药泵、加氯设备、药池等的运行状态及（jí）相关的参数传送至监控计算机; 接受并执行来自监控计算机的正确指令和（hé）参数。
　　(3) 加氯控制（zhì）原理。
　　水厂工艺（yì）中, 加氯包括前加氯和后加氯。前加氯一般采用原水（shuǐ）流量（liàng）配比加氯方（fāng）式, 而后加氯采用复合环加氯方式即（jí）根（gēn）据出厂水余氯反馈控制方式。原水流量（liàng）配比加氯方式控制原理为: 加氯控制器（qì）根据原水流（liú）量（liàng）的变化以（yǐ）及设定的投加（jiā）率自动调节加氯量（liàng）。复合环（huán）加氯方（fāng）式（shì）控制原理为: 加氯控制器根据原水流量以及投氯后取样水中余氯值和设定的余氯值, 采用PID 控制规则, 输（shū）出一个控制量来控制加氯机的（de）投加装置, 形成一个闭环控制, 使余氯值向（xiàng）设定（dìng）值（zhí）逼近, 确保出厂水余氯指标（biāo）的（de）稳定达（dá）标。
　　(4) 加药（yào）(矾) 自动控制原理。
　　在水厂自动化中, 加药自动控制是提高社会效益和经济效益最显著的一项措施。这是一个长延时、非线性时变、干扰因素多的（de）复（fù）杂（zá）过程, 在技术上实现有一（yī）定难度,目前国内许多水厂还处于（yú）凭经验（yàn）目测水质、手（shǒu）工投加阶段。一些水厂经改造采用了自动投加系统, 实际效果也不理想。引入先进的控制理论来（lái）解决（jué）自动投（tóu）加问题是目（mù）前国内外水处（chù）理行业普遍关注的问题。一般加矾自动控制也可分为两种方式: 一（yī）种（zhǒng）是开环控制方式, 另一种是多参数的闭环控制方式。通过PLC 对游动电位、加矾量、加矾（fán）浓度、滤（lǜ）后水浊度原水温度等参数综合累计、统计及分析, 自动调节加矾量并记忆各种优化控制参（cān）数, 取得较好的效果。
　　2.3 公共（gòng）冲洗PLC
　　滤（lǜ）池PLC 站考（kǎo）虑用1 台公共冲洗PLC 主站,外加12 台滤池的PLC 子站组成1 个二级控制（zhì）系统, 主站与子站之间用FIPWAY 网络连接, 主站与（yǔ）子站之间采（cǎi）用集中管理、分散控制方式, 主站与子站从系统上互为后备, 滤池（chí）的运行与反冲程序编写在子站内（nèi）, 使系（xì）统更安全, 同时分散的I/ O 又使滤池的控制系统电（diàn）缆连线更为减少（shǎo）, 使维护更加方便。
　　(1)公共冲（chōng）洗PLC 主站。
　　主要检测参（cān）数：
反冲洗水泵开停、故障、手（shǒu）/ 自动; 反冲洗水泵电流; 出口阀开关状态、故障状态、手（shǒu）/ 自（zì）动（dòng）; 反（fǎn）冲洗鼓风机开停、故障、手（shǒu）/自（zì）动; 出口阀开关、故障、手/ 自动; 出口旁路阀（fá）开关、故障、手/ 自动; 反冲洗水流量（liàng）。
主（zhǔ）要控制功能：
　　旁路阀控制, 冲洗控制,保护设备停车控制, 反冲洗水泵备用切换, 鼓风机备用切换（huàn）。
　　①鼓风机开/ 停（tíng）、相关阀开/ 关当滤池PLC子站接（jiē）到（dào）发出的反冲洗请求, 鼓风机开始工作, 相关的阀门打开, 反冲洗完成后, 鼓风机停止（zhǐ）工作,相关的阀门关闭。
　　②水泵的开/ 停、相关阀的开/ 关当滤（lǜ）池PLC 子站接到发出的反冲洗请求（qiú）, 水泵（bèng）开始工作,相关的（de）阀门（mén）打开, 反冲洗完成后, 水泵停止工作,相关的阀（fá）门关闭。
　　(2)各滤池PLC 子站。
　　主要检测参数（shù）:
　　每个滤池的水位（wèi）连续检测及显示、水头损失检测、浑水阀、清水阀、反冲洗阀、排污阀（fá）、反（fǎn）冲气阀、排气阀等设备工作状（zhuàng）态,故障状（zhuàng）态的检测, 手/ 自动状态（tài）; 清水阀阀门开度、开关限位、超开/ 超关状态报警（jǐng）。
　　主要控（kòng）制功能（néng）:
　　①滤池的恒水位过滤控制PLC 根据每个滤池的液（yè）位计(可设定高低限报警) 给出的信号, 控制滤池出水阀门的开度, 以保证滤（lǜ）池的水位恒定。滤池PLC 装有（yǒu）恒水位（wèi）控制软（ruǎn）件, 恒水位（wèi）控制软件是根据每格滤池（chí）中（zhōng）的液位信号控制出水调节阀的开度, 保证滤池中水位的恒定, 其控制精度≤210cm，而且调节阀的动作稳定。
　　②滤池的反（fǎn）冲洗控制对于反冲（chōng）洗的控制采用三种反冲洗控制方式:过滤周期: 根据工艺要求, 设定滤池的最大过（guò）滤时间, 在滤（lǜ）池开始过（guò）滤时, 滤池PLC 子站开始计时, 并与设定值比较, 当两者相等时, 滤池PLC 向（xiàng）PLC 子站发出反冲洗请（qǐng）求（qiú）。
　　压差值: 在（zài）滤池PLC 上设定滤池的最大阻塞压差值, 当过滤时阻塞压差传感器连续（xù）测定滤料的阻塞压差值, PLC 将此值与设定（dìng）值进行比较, 当两者相等时, 滤池PLC 向PLC 子站发出反冲洗请（qǐng）求。
　　强制方式: 由工作人员（yuán）根据（jù）现场需要（yào）, 在滤池控制器上进行功能操作, 强制滤池PLC 向PLC 子站发（fā）出请求。每格（gé）滤池定时冲洗法的（de）冲洗时间和压差冲洗法的最大阻（zǔ）塞压差（chà）的设定均可通过XBT 灵活设置（zhì）。XBT 操作配有密（mì）码锁（suǒ）定。滤池PLC 显（xiǎn）示明确（què）, 操作维护简单, 可实现无人值守的全自动控制。
　　2.4 送水泵站PLC4
　　(1) 主要检测参数.
　　变电所总电流、有功功率、电压、分路电流（liú）、有功功率、总电路开关（guān）、分路开（kāi）关运行状态、时间记录; PH 值、液位、浊（zhuó）度、流（liú）量、余氯; 出厂水阀开（kāi）度、超开/ 超关限（xiàn）位、报警、出厂水阀开关（guān）限位。
　　(2) 主（zhǔ）要控制功（gōng）能.
　　送水泵（bèng）的控制; 接受并执行（háng）来自（zì）监控计算机的正确指令和参数。
　　2.5 1#～2#沉淀池现场PLC站PLC5 和PLC可编程
　　(1) 主要检测参数.
　　沉淀池水位、SCD、沉淀后浊度、沉淀池分管进（jìn）水阀开关位置限位、沉淀池分管进水阀开关状态、沉（chén）淀池分管进水阀手/ 自（zì）动（dòng）状态、沉淀池分管进（jìn）水（shuǐ）阀故障状态; 排（pái）泥机运行/停止状态、排泥机前进（jìn）/ 后退、排泥机手/ 自动、排（pái）泥机（jī）故（gù）障、排泥阀开关（guān）状态、真空泵（bèng）开/ 停、排泥（ní）机行程头尾极限限位、排泥（ní）机行程分段限位。
　　(2) 主要（yào）控制功（gōng）能.
　　根据生产需要启用/ 停用沉淀（diàn）池; 根据污泥（ní）浓度开关或时间（jiān）周期进行排泥控制。
3、监（jiān）控计算（suàn）机系统简介：
　　3.1 简述：
　　监（jiān）控计算机将在Windows NT 下使用InTouch作为监控软件。两台监控计算机将安装完全相（xiàng）同的系统（tǒng）软件和应用软件。由于两台监控计算机均（jun1）同时与以太网（wǎng）和FIPWAY 网相连, 因此它（tā）们可同时从PLC 得到相同的信号, 但是向PLC 发（fā）送命令及打印机的控制是互锁的。
　　3.2 主要功（gōng）能
　　(1) 多种输入方法,如标准键盘、功能键盘、鼠标。
　　(2) 记录操作（zuò）员动作, 可对操作员操作的（de）日期、时间、姓名进行（háng）记录（lù）, 从而使一些危险（xiǎn）的操作能够（gòu）被跟踪。
       (3) 有1000 种不同的保护等级, 可以保证每个操作都可（kě）被禁止, 以防止非法操作。