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摘 要：PLC是一个在自来水自动控制系统中使用最多的一个系统，这一技术的应用主要是因为我国科技水平的不断提升，尤其是电子计算机技术的革新。自来水自动控制系统能够在实际的应用中发挥十分关键的作用，主要探讨了基于PLC的水厂自动控制系统的设计与实现，以供相关部门参考和借鉴。
关键词：PLC；自动控制系统；设计
当今，人们对于自来水水质的要求越来越高，所以自来水处理工作的要求也就越来越严格，为了能够更好的改善自来水的水质，同时也降低水处理当中的能耗。一定要在工作中不断加强对自动控制系统的应用，在应用这一系统的过程中也能够借助现场总线技术实现通信的功能，可编程逻辑控制器是一个可靠性强，同时能够从多个角度进行模拟，同时还有极强的扩展性，所以在水处理环节中有着十分广泛的应用。
1 背景简介
当前在水处理过程中，处理的设备相对比较落后，同时基本无法实现自动化操作，处理过后的水质也无法满足当今人们对自来水的实际需要，在管理的过程中还采用比较传统的方式进行管理和记录，为了能够更好的保证水处理的质量和水平，在处理的过程中还要充分的使用先进的设备和技术，对整个水处理过程中设备的运行情况进行有效的监督和维护，这样也能够更好的改进水处理的质量，并且也可以在实际的工作中提高自动化的水平，以便能够有效的提高管理质量，在节约水资源的同时也可以使整个过程更加的安全可靠。
PLC是水处理自动控制系统中应用最为广泛的一个设备，这种设备采用的是微处理技术，可以随时对发出的命令进行存储和执行，该装置在对整个系统运行情况进行控制的过程中主要分为三个环节，一个环节是输入采样环节，一个环节是用户程序执行环节，一个是输出状态刷新环节，每完成一次就完成了一个周期，在运行过程中CPU的情况直接影响到了装置工作的效率和质量。
2 水厂控制系统的组成和设计
2.1 系统组成
根据工艺及地理位置要求，项目现场分别配置高密度沉淀池PLC，滤池系统PLC，清水泵房PLC，污泥脱水机房PLC，臭氧系统PLC，加药系统（加硫酸铝、加次氯酸钠、加硫酸铵、加聚丙烯酰胺）PLC。
2.2水厂自动控制系统设计
2.2.1滤池系统
V型滤池在过滤过程中体现的一个最为显著的特点就是恒水位过滤，这一特点主要是由于单个滤池可以对分站进行有效的控制，PLC能够在这一过程中对滤格的水位进行有效的控制，同时还能够根据水位的具体特点对控制器予以调节，这样就可以保证过滤环节中水位的固定性。
恒水位过滤最主要的出发点就是要确保滤清池中的清水调节阀在系统运行中能够满足实际的需要，如果调节阀的开度和实际的需要不能达到一个平衡状态时，水位就会出现明显的变化，所以根据实际的需要对调节阀进行有效的控制是十分必要的。
a.水位上升。水位上升的产生是因为率池中的进水量变大或者是因为水头损失的数量增大而使得率池中水量的下降，如果上升的液位已经超过了系统能够承受的最大液位就会出现液位仪反射信号也逐渐增大，偏差超过了零，在这个时候，阀门就可以对系统进行自动调节，阀门的开度也会有所增加，出水量也在一定的程度上有所加大，这时水位就会出现下降的情况，直到最后贴近设定的水位，在这一水位基本稳定后，滤池中的水位也就基本处在了一个相对比较固定的状态，所以说在这一过程中也存在着比较频繁的动态变化。
b.水位下降。产生水位下降的一个十分重要的原因就是进水量的减少，由于这一因素使得整个液位的变化没有达到目标液位的要求，液位仪的信号也会相应的减弱，这时所产生的偏差会小于零阀门在进行调节的过程中会适当的缩小开度，这也就使得出水量也会减少，在一段时间的控制之后水位会出现一定的变化，并最终保持在一个相对比较稳定的状态，以便能够更好的保持也液位的平衡。
对各滤格子站PLC上送的“请求冲洗”申请的次序，组成一队列，并按次序启动滤格子PLC共同自动完成反冲洗过程。控制反冲洗水泵、鼓风机的启动和停止；反冲洗水泵出口气动阀门的开启和关闭。滤格子站PLC冲洗方式有两种：排序冲洗与强制冲洗。
a.排序冲洗。根据工艺及运行要求，设定滤格过滤时间及阻塞时最大值，当滤格清水阀打开开始过滤时，PLC开始计时，并且将实际过滤时间与设定的时间进行比较，当实际过滤时间大于设定时间或当前阻塞值大于设定的值时，该滤格的子站PLC立即向主站PLC发送“请求冲洗”的信号，主站PLC根据发送来的信号判断当前是否有滤格正在冲洗，如果没有，则立即启动反冲洗程序，如果有滤格正在冲洗，主站PLC需对各滤格子上送的“请求冲洗”申请的次序，组成一队列，队列按照“FIFO”堆栈模式进行排序，并按次序启动滤格子PLC共同自动完成反冲洗过程。
b.强制冲洗。根据运行的需要，操作人员可以通过上位机人为地对滤格子站PLC发送该滤格需要冲洗的指令，该指令优先级别最高，可以进行“插队”，即排在其他正常排序滤格的最前面。主站PLC接受指令后，需判断当前是否有其他滤池正在冲洗，如没有，则立即启动反冲洗程序。如有其他滤格正在冲洗，需等待该滤格冲洗完毕后，再进行反冲洗。
2.2.2 高密度沉淀（澄清）池系统
a.生产模式。这种模式属于正常生产模式，高密度澄清池进水阀门打开，所有设备（搅拌机、刮泥机、污泥回流泵）在自动模式下运行，且完全在PLC控制下进行生产。在生产模式期间，如有设备发生故障，高密度澄清池会继续在生产模式下运行，同时在上位机上出现“高密度澄清池生产故障”信息，在这时如果故障在规定的时间（人为设定）内被排除，高密度澄清池会回到正常生产模式，但是如果故障长时间无法在规定的时间内排除，高密度澄清池会立即启动隔离模式（即停止生产模式），这时进水阀门会关闭。
b.隔离模式。隔离模式，即停止生产模式，在这种状态下，根据工艺的要求，进水阀门处于关闭状态，所有投加的化学药剂停止投加，污泥回流泵处于停止状态，但是其他搅拌机、刮泥机仍处于自动运行状态。
c.维护模式。维护模式，即检修模式，在这种状态下，根据工艺的要求，高密度澄清池完全处于停止状态，所有设备也都处于停止状态。
结束语
在水厂自动化控制系统应用的过程中会比以往的工作模式展现出更大的优势，采集的数据量得到了进一步的丰富，同时该系统的可靠性也更强，经过了设计和改造以后，系统的净水效果有了很大的提升，同时还可以对整个环节实现有效的控制，水处理的质量有了非常明显的提升，在体现了更为强大的技术优势的同时，也为水厂创造了更大的经济效益促进了水厂的发展。
参考文献
[1]城市供水行业2010年技术进步发展规划及2020年远景目标[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.
[2]陶永华.新型PID控制及其应用[M].北京：机械工业出版社，2002.
[3]廖常初.PLC编程及应用[M].北京：机械工业出版社，2002.
关键词：PLC；自动控制系统；设计
当今，人们对于自来水水质的要求越来越高，所以自来水处理工作的要求也就越来越严格，为了能够更好的改善自来水的水质，同时也降低水处理当中的能耗。一定要在工作中不断加强对自动控制系统的应用，在应用这一系统的过程中也能够借助现场总线技术实现通信的功能，可编程逻辑控制器是一个可靠性强，同时能够从多个角度进行模拟，同时还有极强的扩展性，所以在水处理环节中有着十分广泛的应用。
1 背景简介
当前在水处理过程中，处理的设备相对比较落后，同时基本无法实现自动化操作，处理过后的水质也无法满足当今人们对自来水的实际需要，在管理的过程中还采用比较传统的方式进行管理和记录，为了能够更好的保证水处理的质量和水平，在处理的过程中还要充分的使用先进的设备和技术，对整个水处理过程中设备的运行情况进行有效的监督和维护，这样也能够更好的改进水处理的质量，并且也可以在实际的工作中提高自动化的水平，以便能够有效的提高管理质量，在节约水资源的同时也可以使整个过程更加的安全可靠。
PLC是水处理自动控制系统中应用最为广泛的一个设备，这种设备采用的是微处理技术，可以随时对发出的命令进行存储和执行，该装置在对整个系统运行情况进行控制的过程中主要分为三个环节，一个环节是输入采样环节，一个环节是用户程序执行环节，一个是输出状态刷新环节，每完成一次就完成了一个周期，在运行过程中CPU的情况直接影响到了装置工作的效率和质量。
2 水厂控制系统的组成和设计
2.1 系统组成
根据工艺及地理位置要求，项目现场分别配置高密度沉淀池PLC，滤池系统PLC，清水泵房PLC，污泥脱水机房PLC，臭氧系统PLC，加药系统（加硫酸铝、加次氯酸钠、加硫酸铵、加聚丙烯酰胺）PLC。
2.2水厂自动控制系统设计
2.2.1滤池系统
V型滤池在过滤过程中体现的一个最为显著的特点就是恒水位过滤，这一特点主要是由于单个滤池可以对分站进行有效的控制，PLC能够在这一过程中对滤格的水位进行有效的控制，同时还能够根据水位的具体特点对控制器予以调节，这样就可以保证过滤环节中水位的固定性。
恒水位过滤最主要的出发点就是要确保滤清池中的清水调节阀在系统运行中能够满足实际的需要，如果调节阀的开度和实际的需要不能达到一个平衡状态时，水位就会出现明显的变化，所以根据实际的需要对调节阀进行有效的控制是十分必要的。
a.水位上升。水位上升的产生是因为率池中的进水量变大或者是因为水头损失的数量增大而使得率池中水量的下降，如果上升的液位已经超过了系统能够承受的最大液位就会出现液位仪反射信号也逐渐增大，偏差超过了零，在这个时候，阀门就可以对系统进行自动调节，阀门的开度也会有所增加，出水量也在一定的程度上有所加大，这时水位就会出现下降的情况，直到最后贴近设定的水位，在这一水位基本稳定后，滤池中的水位也就基本处在了一个相对比较固定的状态，所以说在这一过程中也存在着比较频繁的动态变化。
b.水位下降。产生水位下降的一个十分重要的原因就是进水量的减少，由于这一因素使得整个液位的变化没有达到目标液位的要求，液位仪的信号也会相应的减弱，这时所产生的偏差会小于零阀门在进行调节的过程中会适当的缩小开度，这也就使得出水量也会减少，在一段时间的控制之后水位会出现一定的变化，并最终保持在一个相对比较稳定的状态，以便能够更好的保持也液位的平衡。
对各滤格子站PLC上送的“请求冲洗”申请的次序，组成一队列，并按次序启动滤格子PLC共同自动完成反冲洗过程。控制反冲洗水泵、鼓风机的启动和停止；反冲洗水泵出口气动阀门的开启和关闭。滤格子站PLC冲洗方式有两种：排序冲洗与强制冲洗。
a.排序冲洗。根据工艺及运行要求，设定滤格过滤时间及阻塞时最大值，当滤格清水阀打开开始过滤时，PLC开始计时，并且将实际过滤时间与设定的时间进行比较，当实际过滤时间大于设定时间或当前阻塞值大于设定的值时，该滤格的子站PLC立即向主站PLC发送“请求冲洗”的信号，主站PLC根据发送来的信号判断当前是否有滤格正在冲洗，如果没有，则立即启动反冲洗程序，如果有滤格正在冲洗，主站PLC需对各滤格子上送的“请求冲洗”申请的次序，组成一队列，队列按照“FIFO”堆栈模式进行排序，并按次序启动滤格子PLC共同自动完成反冲洗过程。
b.强制冲洗。根据运行的需要，操作人员可以通过上位机人为地对滤格子站PLC发送该滤格需要冲洗的指令，该指令优先级别最高，可以进行“插队”，即排在其他正常排序滤格的最前面。主站PLC接受指令后，需判断当前是否有其他滤池正在冲洗，如没有，则立即启动反冲洗程序。如有其他滤格正在冲洗，需等待该滤格冲洗完毕后，再进行反冲洗。
2.2.2 高密度沉淀（澄清）池系统
a.生产模式。这种模式属于正常生产模式，高密度澄清池进水阀门打开，所有设备（搅拌机、刮泥机、污泥回流泵）在自动模式下运行，且完全在PLC控制下进行生产。在生产模式期间，如有设备发生故障，高密度澄清池会继续在生产模式下运行，同时在上位机上出现“高密度澄清池生产故障”信息，在这时如果故障在规定的时间（人为设定）内被排除，高密度澄清池会回到正常生产模式，但是如果故障长时间无法在规定的时间内排除，高密度澄清池会立即启动隔离模式（即停止生产模式），这时进水阀门会关闭。
b.隔离模式。隔离模式，即停止生产模式，在这种状态下，根据工艺的要求，进水阀门处于关闭状态，所有投加的化学药剂停止投加，污泥回流泵处于停止状态，但是其他搅拌机、刮泥机仍处于自动运行状态。
c.维护模式。维护模式，即检修模式，在这种状态下，根据工艺的要求，高密度澄清池完全处于停止状态，所有设备也都处于停止状态。
结束语
在水厂自动化控制系统应用的过程中会比以往的工作模式展现出更大的优势，采集的数据量得到了进一步的丰富，同时该系统的可靠性也更强，经过了设计和改造以后，系统的净水效果有了很大的提升，同时还可以对整个环节实现有效的控制，水处理的质量有了非常明显的提升，在体现了更为强大的技术优势的同时，也为水厂创造了更大的经济效益促进了水厂的发展。
参考文献
[1]城市供水行业2010年技术进步发展规划及2020年远景目标[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.
[2]陶永华.新型PID控制及其应用[M].北京：机械工业出版社，2002.
[3]廖常初.PLC编程及应用[M].北京：机械工业出版社，2002.