plc在净水处理过程中的应用

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1、PLC在净水处理过程中的应用摘要：本文介绍了PLC在净水处理过程中的工作原理、控制及应用。关键词：PLC水处理控制中图分类号：TP39文献标识码：A文章编号：1006-431119-0142-02随着社会的发展和国家对生活饮用水标准的不断提高,人们对饮用水的需求量和要求也越来越高。近年，在净化水处理过程中采用了以PLC为主体的自控系统。可提高水质、水量，降低药耗、能耗，并减轻工人的劳动强度。实现了净化水生产的数字化管理。以齐市自来水公司浏园水厂为例。PLC已实现了模块化设计，其硬件配置为：TSXP67455CPU、16位AI模块4/

2、20mA、16位AO模块4/20mA.32位DI模块、32位DO模块、通讯模块、TSXSUP702电源模块、CPX37显示器、模块支架、2KWUPS。全系统共设5个PLC工作站。分别是取水泵房PLC1站、加药和加氯PLC2站、净化间PLC3站、送水泵房和变电所PLC4站、中心控制室PLC5站。同时，配置两台计算机，一台用于实时监测和控制，一台用于日常生产和企业管理。水厂自控系统框图如图1所示。该系统为集散型控制系统，中控室与下面的PLC分站之间采用高速通讯母线联接。具备设计先进、可靠性高、数据共享的特点。可实现计算调节、顺序和最佳控

3、制等多种功能。各PLC分站具有很强的独立性，一旦系统出现故障，现场的PLC可独立完成其范围内的自动化控制。两台中控室计算机采用并联运行方式，目的在于增加系统的可靠性和灵活性。PLC的控制模式可分为三级控制。①各PLC工作站根据实时检测的各类仪表数据、参数和设备状态实现自动控制。②中心控制室管理人员通过计算机进行中控室手动控制。③现场值班人员通过各分站PLC面板、操作台及控制箱实现就地手动控制。净水厂根据实际生产的需要，可灵活采用不同的控制模式。水处理的重要环节加药系统、加氯系统可采用PLC自控。其它的生产运行可釆用PLC与现场操作装

4、置配合使用,进行中控室/就地手动控制。不必过分追求水厂的全部自控。在进行具体操作时，必须设定安全保护密码，以防止误操作或未经许可的操作。中心控制室是系统的中心，其密码和优先权为最高级，其余各子站次之。当通过PLC键盘输入开/停命令时，必须先获得优先权并输入正确的密码方可实现操作。PLC控制的基本配置主要装置：SCD、变频器、加药计量泵、取样泵、浊度仪、加氯机、余氯分析仪、超声波流量计等。加药系统的PLC控制在水处理过程中，加药的控制是一个延时长、干扰因素多、非线性变化的复杂过程。在技术上实现自控有一定难度。目前，国内许多水厂还采用凭

5、经验目测水质，手工投加的方式。因此，在水处理的自动化过程中，加药的自动控制是提高企业经济效益和社会效益的最显著措施之一。混凝剂投加量的控制是出厂水浊度达标的根本保证。自控加药的最终目的是提高水质、降低药耗、减轻劳动强度并降低生产成本。从水厂的经济技术条件岀发,PLC对加药系统的控制应采用SCD法。以原水流量为前馈变量，以加药后取样水的SCD值为反馈变量，PLC将接收的AI信号与程序内的最佳设定值进行比较，从而输出A0信号控制加药计量泵的变频器，最终控制加药泵的工作频率，实时的调整加药量。使SCD始终向设定值逼近,保证沉淀池的浊度始终

6、在一个最低的范围内。加药的自控为前馈一反馈闭环控制系统。加药系统控制的数学模型为Output=KpE+KiHEdt+Kd(dE/dt)+Base式中：Output为计量泵控制信号4~20mA；Kp为比例系数；Ki为积分系数；Kd为微分系数;Base为前馈值；E为误差即SCD实际测量值与设定值的差。加药控制原理图如图2所示。加氯系统的PLC控制水处理的加氯过程可分为前加氯和后加氯。前加氯一般采用根据原水流量比例投加的方式,而后加氯则采用复合环控制投加的方式。根据原水流量比例投加的控制原理是：PLC根据原水流量的变化及设定的投加率控制加

7、氯机，从而实现自动控制加氯量。前加氯控制原理图如图3所示。复合环控制投加的原理为：PLC通过输入的原水流量信号及加氯后取样水的余氯值和设定的余氯值，采用PID规则，输岀一个A0信号来控制加氯机，形成一个闭环控制。使余氯值始终围绕设定值变化，确保出厂水余氯达标。其数学模型是：0utput=KpE+KiHEdt+Kd(dE/dt)+Base式中：Output为加氯机的控制信号4~20mA；Kp为比例系数；Ki为积分系数；Kd为微分系数；Base为前馈值；E为误差即余氯的实际测量值与设定值之差。后加氯控制原理图如图4所示。在集散控制系统中

8、，PLC作为最重要的基本控制单元,具有很高的可靠性、灵活性。它采用的模块化结构设计可充分实现数据处理、实时控制、图形显示、快速通讯等多项功能，而且程序编写方便。PLC实现了净化水处理的自动化，提高了管理水平，降低了制水成本，提高了水质