論自來(lái)水廠中的ＰＬＣ自控技術(shù)的運(yùn)用

摘要：通過(guò)對(duì)水廠PLC可編程自控系統(tǒng)應(yīng)用的介紹，說(shuō)明了可編程控制器在工控中的重要地位。
1、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：
　　　　該方案采用一層以太網(wǎng)和兩層FIPWAY 雙絞線網(wǎng)絡(luò), 以太網(wǎng)的速度為10Mb/ s， FIPWAY 網(wǎng)絡(luò)的速度為1Mb/ s。兩臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)連接, 實(shí)現(xiàn)監(jiān)控計(jì)算機(jī)備用的功能; 兩臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)與PLC1 、PLC2 、PLC3 、PLC4 、PLC5 、PLC6 構(gòu)成第一層FIPWAY 網(wǎng)絡(luò), 其主要功能是將所有接入PLC 的信號(hào)傳送至兩臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī); PLC3 和12格濾池控制臺(tái)組成第二層FIPWAY 網(wǎng)絡(luò), 用以完成反沖洗的控制。
2、各分站描述：
　　2.1 取水泵站PLC：
　　(1) 主要檢測(cè)參數(shù)。
　　原水PH 值、流量、溫度、濁度; 原水進(jìn)水閥開(kāi)度、原水進(jìn)水閥超限位報(bào)警、原水進(jìn)水閥限位開(kāi)關(guān)、原水進(jìn)水閥故障報(bào)警。
　　(2) 主要控制功能。
　　原水泵控制; 接受并執(zhí)行來(lái)自監(jiān)控計(jì)算機(jī)的正確指令和參數(shù)設(shè)置; 將原水泵及吸水井的運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)傳送至監(jiān)控計(jì)算機(jī)。
　　2.2 加藥加氯PLC
　　(1) 主要檢測(cè)參數(shù)。
　　溶解池、溶液池液位連續(xù)檢測(cè)、高低位、超高位報(bào)警; 計(jì)量泵開(kāi)停、計(jì)量泵手/ 自動(dòng)、計(jì)量泵故障、計(jì)量泵沖程檢測(cè)、計(jì)量泵變頻裝置頻率檢測(cè)、計(jì)量泵變頻裝置故障檢測(cè)、計(jì)量泵變頻裝置手/ 自動(dòng); 攪拌器開(kāi)停、故障; 稀釋水閥開(kāi)關(guān)狀態(tài); 進(jìn)/ 出液閥開(kāi)關(guān)狀態(tài)。氯瓶稱重、氯氣投加量、漏氯報(bào)警、加氯機(jī)開(kāi)/ 停狀態(tài); 氯路切換及電動(dòng)球閥工作狀態(tài); 空瓶信號(hào)檢測(cè)。
　　(2) 主要控制功能。
　　加藥泵的控制; 溶藥池相關(guān)設(shè)備的監(jiān)控; 加氯系統(tǒng)的監(jiān)控; 將加藥泵、加氯設(shè)備、藥池等的運(yùn)行狀態(tài)及相關(guān)的參數(shù)傳送至監(jiān)控計(jì)算機(jī); 接受并執(zhí)行來(lái)自監(jiān)控計(jì)算機(jī)的正確指令和參數(shù)。
　　(3) 加氯控制原理。
　　水廠工藝中, 加氯包括前加氯和后加氯。前加氯一般采用原水流量配比加氯方式, 而后加氯采用復(fù)合環(huán)加氯方式即根據(jù)出廠水余氯反饋控制方式。原水流量配比加氯方式控制原理為: 加氯控制器根據(jù)原水流量的變化以及設(shè)定的投加率自動(dòng)調(diào)節(jié)加氯量。復(fù)合環(huán)加氯方式控制原理為: 加氯控制器根據(jù)原水流量以及投氯后取樣水中余氯值和設(shè)定的余氯值, 采用PID 控制規(guī)則, 輸出一個(gè)控制量來(lái)控制加氯機(jī)的投加裝置, 形成一個(gè)閉環(huán)控制, 使余氯值向設(shè)定值逼近, 確保出廠水余氯指標(biāo)的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
　　(4) 加藥(礬) 自動(dòng)控制原理。
　　在水廠自動(dòng)化中, 加藥自動(dòng)控制是提高社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益最顯著的一項(xiàng)措施。這是一個(gè)長(zhǎng)延時(shí)、非線性時(shí)變、干擾因素多的復(fù)雜過(guò)程, 在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)有一定難度,目前國(guó)內(nèi)許多水廠還處于憑經(jīng)驗(yàn)?zāi)繙y(cè)水質(zhì)、手工投加階段。一些水廠經(jīng)改造采用了自動(dòng)投加系統(tǒng), 實(shí)際效果也不理想。引入先進(jìn)的控制理論來(lái)解決自動(dòng)投加問(wèn)題是目前國(guó)內(nèi)外水處理行業(yè)普遍關(guān)注的問(wèn)題。一般加礬自動(dòng)控制也可分為兩種方式: 一種是開(kāi)環(huán)控制方式, 另一種是多參數(shù)的閉環(huán)控制方式。通過(guò)PLC 對(duì)游動(dòng)電位、加礬量、加礬濃度、濾后水濁度原水溫度等參數(shù)綜合累計(jì)、統(tǒng)計(jì)及分析, 自動(dòng)調(diào)節(jié)加礬量并記憶各種優(yōu)化控制參數(shù), 取得較好的效果。
　　2.3 公共沖洗PLC
　　濾池PLC 站考慮用1 臺(tái)公共沖洗PLC 主站,外加12 臺(tái)濾池的PLC 子站組成1 個(gè)二級(jí)控制系統(tǒng), 主站與子站之間用FIPWAY 網(wǎng)絡(luò)連接, 主站與子站之間采用集中管理、分散控制方式, 主站與子站從系統(tǒng)上互為后備, 濾池的運(yùn)行與反沖程序編寫在子站內(nèi), 使系統(tǒng)更安全, 同時(shí)分散的I/ O 又使濾池的控制系統(tǒng)電纜連線更為減少, 使維護(hù)更加方便。
　　(1)公共沖洗PLC 主站。
　　主要檢測(cè)參數(shù)：
反沖洗水泵開(kāi)停、故障、手/ 自動(dòng); 反沖洗水泵電流; 出口閥開(kāi)關(guān)狀態(tài)、故障狀態(tài)、手/ 自動(dòng); 反沖洗鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)停、故障、手/自動(dòng); 出口閥開(kāi)關(guān)、故障、手/ 自動(dòng); 出口旁路閥開(kāi)關(guān)、故障、手/ 自動(dòng); 反沖洗水流量。
主要控制功能：
　　旁路閥控制, 沖洗控制,保護(hù)設(shè)備停車控制, 反沖洗水泵備用切換, 鼓風(fēng)機(jī)備用切換。
　　①鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)/ 停、相關(guān)閥開(kāi)/ 關(guān)當(dāng)濾池PLC子站接到發(fā)出的反沖洗請(qǐng)求, 鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)始工作, 相關(guān)的閥門打開(kāi), 反沖洗完成后, 鼓風(fēng)機(jī)停止工作,相關(guān)的閥門關(guān)閉。
　�、谒�泵的開(kāi)/ 停、相關(guān)閥的開(kāi)/ 關(guān)當(dāng)濾池PLC 子站接到發(fā)出的反沖洗請(qǐng)求, 水泵開(kāi)始工作,相關(guān)的閥門打開(kāi), 反沖洗完成后, 水泵停止工作,相關(guān)的閥門關(guān)閉。
　　(2)各濾池PLC 子站。
　　主要檢測(cè)參數(shù):
　　每個(gè)濾池的水位連續(xù)檢測(cè)及顯示、水頭損失檢測(cè)、渾水閥、清水閥、反沖洗閥、排污閥、反沖氣閥、排氣閥等設(shè)備工作狀態(tài),故障狀態(tài)的檢測(cè), 手/ 自動(dòng)狀態(tài); 清水閥閥門開(kāi)度、開(kāi)關(guān)限位、超開(kāi)/ 超關(guān)狀態(tài)報(bào)警。
　　主要控制功能:
　　①濾池的恒水位過(guò)濾控制PLC 根據(jù)每個(gè)濾池的液位計(jì)(可設(shè)定高低限報(bào)警) 給出的信號(hào), 控制濾池出水閥門的開(kāi)度, 以保證濾池的水位恒定。濾池PLC 裝有恒水位控制軟件, 恒水位控制軟件是根據(jù)每格濾池中的液位信號(hào)控制出水調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度, 保證濾池中水位的恒定, 其控制精度≤210cm，而且調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作穩(wěn)定。
　�、跒V池的反沖洗控制對(duì)于反沖洗的控制采用三種反沖洗控制方式:過(guò)濾周期: 根據(jù)工藝要求, 設(shè)定濾池的最大過(guò)濾時(shí)間, 在濾池開(kāi)始過(guò)濾時(shí), 濾池PLC 子站開(kāi)始計(jì)時(shí), 并與設(shè)定值比較, 當(dāng)兩者相等時(shí), 濾池PLC 向PLC 子站發(fā)出反沖洗請(qǐng)求。
　　壓差值: 在濾池PLC 上設(shè)定濾池的最大阻塞壓差值, 當(dāng)過(guò)濾時(shí)阻塞壓差傳感器連續(xù)測(cè)定濾料的阻塞壓差值, PLC 將此值與設(shè)定值進(jìn)行比較, 當(dāng)兩者相等時(shí), 濾池PLC 向PLC 子站發(fā)出反沖洗請(qǐng)求。
　　強(qiáng)制方式: 由工作人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要, 在濾池控制器上進(jìn)行功能操作, 強(qiáng)制濾池PLC 向PLC 子站發(fā)出請(qǐng)求。每格濾池定時(shí)沖洗法的沖洗時(shí)間和壓差沖洗法的最大阻塞壓差的設(shè)定均可通過(guò)XBT 靈活設(shè)置。XBT 操作配有密碼鎖定。濾池PLC 顯示明確, 操作維護(hù)簡(jiǎn)單, 可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的全自動(dòng)控制。
　　2.4 送水泵站PLC4
　　(1) 主要檢測(cè)參數(shù).
　　變電所總電流、有功功率、電壓、分路電流、有功功率、總電路開(kāi)關(guān)、分路開(kāi)關(guān)運(yùn)行狀態(tài)、時(shí)間記錄; PH 值、液位、濁度、流量、余氯; 出廠水閥開(kāi)度、超開(kāi)/ 超關(guān)限位、報(bào)警、出廠水閥開(kāi)關(guān)限位。
　　(2) 主要控制功能.
　　送水泵的控制; 接受并執(zhí)行來(lái)自監(jiān)控計(jì)算機(jī)的正確指令和參數(shù)。
　　2.5 1#～2#沉淀池現(xiàn)場(chǎng)PLC站PLC5 和PLC可編程
　　(1) 主要檢測(cè)參數(shù).
　　沉淀池水位、SCD、沉淀后濁度、沉淀池分管進(jìn)水閥開(kāi)關(guān)位置限位、沉淀池分管進(jìn)水閥開(kāi)關(guān)狀態(tài)、沉淀池分管進(jìn)水閥手/ 自動(dòng)狀態(tài)、沉淀池分管進(jìn)水閥故障狀態(tài); 排泥機(jī)運(yùn)行/停止?fàn)顟B(tài)、排泥機(jī)前進(jìn)/ 后退、排泥機(jī)手/ 自動(dòng)、排泥機(jī)故障、排泥閥開(kāi)關(guān)狀態(tài)、真空泵開(kāi)/ 停、排泥機(jī)行程頭尾極限限位、排泥機(jī)行程分段限位。
　　(2) 主要控制功能.
　　根據(jù)生產(chǎn)需要啟用/ 停用沉淀池; 根據(jù)污泥濃度開(kāi)關(guān)或時(shí)間周期進(jìn)行排泥控制。
3、監(jiān)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)介：
　　3.1 簡(jiǎn)述：
　　監(jiān)控計(jì)算機(jī)將在Windows NT 下使用InTouch作為監(jiān)控軟件。兩臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)將安裝完全相同的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。由于兩臺(tái)監(jiān)控計(jì)算機(jī)均同時(shí)與以太網(wǎng)和FIPWAY 網(wǎng)相連, 因此它們可同時(shí)從PLC 得到相同的信號(hào), 但是向PLC 發(fā)送命令及打印機(jī)的控制是互鎖的。
　　3.2 主要功能
　　(1) 多種輸入方法,如標(biāo)準(zhǔn)鍵盤、功能鍵盤、鼠標(biāo)。
　　(2) 記錄操作員動(dòng)作, 可對(duì)操作員操作的日期、時(shí)間、姓名進(jìn)行記錄, 從而使一些危險(xiǎn)的操作能夠被跟蹤。
       (3) 有1000 種不同的保護(hù)等級(jí), 可以保證每個(gè)操作都可被禁止, 以防止非法操作。