PLC 在污水泵站自动化监控系统中的应用

日期:2020-08-05 17:15 | 人气:

 
1、引言
 
随着污水处理技术的发展, 人们对污水处理的控制要求越来越高,操作也要求简单、便捷, 所以,PLC 这种能够满足发展需求的控制装置就出现在控制系统的设计应用中。在污水处理的控制 系统中采用PLC 做控制核心能够满足污水处理厂设备分散、控制点多和控制信息复杂等要求。
 
2 、PLC 相关概述
 
PLC(Programmable Logic Controller) , 中文全称为PLC 的控制系统或可编程的逻辑性控制器,是工业控制最为核心的 部分。实际生产期间,PLC 所组成的系统编程与应用极具灵活性,且极易扩展,可以更好地适应较为恶劣的工作环境,可靠性相对较强。对于监控系统的数据管理体系来说,机械设备因为种类不同,在运行过程中速度之间有较大差异,而且在相同时间内产生的数据也有较大差距,建立完善的数据库能够实时记录系统的运行数据,这样方便工作人员日后进行检查和总结。同时,在系统运行过程中会产生很多有用的运行参数,在总结历史运行数据和正在运行的数据时,通过整理有用的数据信息,可以给日后 的操作奠定良好的基础。利用PLC 监控系统进行报警处理中,当设备的水位等运行数值不等于设置数值时,在设定的条件下就可以自动处理,当显示值比报警值大时,报警系统会把信号传输到中控室里,进而做出有效的处理。在处理过程中,系统可以采用解除报警装置进行手动解决方案,并且在事故发生的过程中数据系统会详细记录此次操作。此 外,PLC 监控系统具有检修功能,可以维护和保护运行设备,工作人员还要对设备系统进行定期检修和维护,这样可以确保其正常运行。


 
3 、PLC 应用的优势
 
1)成本较低、功能较强。1 台 PLC控制系统是由上千个编程元件所构成,进而具备良好的控制功能,还可将其与互联网连接起来实施分散控制,最突出 的是PLC 控制系统与普通型号的继电器相比,成本价格较低,可实现节约成本的目的。
 
2)操作方法简单、便捷。当前, PLC 控制系统最常见的编程即为语句表或是梯形图,使用上述编程手段的优势便是简单、便捷,并且具有较强规律性,对专业能力和理论知识的要求不是很高。 同时,PLC 控制系统的调试过程也非常容易,可在实验室环境下有序操作完成,便于工作人员准确观察二极管发出的信号,对于可能出现的问题及时调整改进,对于整个过程的安全稳定有着极大的帮助作用。
 
3)适用范围较广泛。根据相关调查 显示可知,目前,PLC 控制系统中的所有指标均已达到了标准状态,用户可根据自身的实际需求自主选择,进而再借助不同的系统配置来满足需求。
 
4)安全与可靠性较强。某种程度上, PLC 控制系统还具备较强的抗干扰性能, 具体可分为硬件和软件 2种类型,但总体来说硬件的出现频率较低,反而是继电器等软件取得了广泛应用,进而可有效解决 因接触不良导致的各种安全故障隐患。
 
4、 PLC 在污水泵站自动化监控系统中的应用策略
 
4.1 泵房自动控制为了加大对污水处理质量及效率的控制,则应在进水泵房装置上运用自动化控制系统,以便确保进水泵房相关性能的有效发挥,保证进水速度以及进水量等满足污水处理要求,在此基础上,达到较好的污水处理成效。

对于进水泵房装置来讲,其对应的自控流程主要是在对水位值进行测定的基础上,根据测定数据自动执行进水控制操作。当水位 升高至正常处理量时,则 PLC 自控系统将触发控制按钮,促使进水泵房装置开始运行,需要严格按照水泵运行时间来合理控制水泵启动顺序,以便保证污水处理能在各装置良好运行的前提下,达到水资源回收利用的水质标准。在水位降低的情况下,水泵控制按钮将依次停止,标志着进水环节的完成。通过利用自控系统来记录水泵运行时间,能促使水泵根据时间信息自动轮值,发挥其在污水处理中的作用,并且有利于保障水泵装置始终处于良好的运行状态。在进水泵房实际运行过程中,可能出现水位下降至最低保护水位,这种情况下装置将停止运作,需要重新设定水位值。由以上阐述可知,将自控系统应用到污水处理中的水泵控制上,可确保有关操作行为的自动执行,有利于提高污水处理自动化水平,并能做到对进水量的控制。
 
4.2 MCGS 组态监控实现

1)新建监控画面。根据污水处理流程,建立相应的组态画面。重点是建立状态指示灯、限位开关、按钮、旋转开关、浮球式液位开关、排空电磁阀、罗茨风机(曝气风机)、上水电磁阀、清水泵、潜水泵等设备,要求检测设备有数据输出,各执行设备有远程控制开关。
2)定义变量。现场检测数据变量主要为开关型,包括各液位开关信号、电磁阀、水泵工作状态的状态检测信息。输出变量主要为浮球式液位开关、排空电磁阀、罗茨风机(曝气风机)、上水电磁阀、清水泵、潜水泵等设备的启停信号。 通过连接PLC 中 I、Q、M 和 V 寄存器,确定变量名称,实现数据交换。
3)动画连接。将监控画面中的各设备连接对应现场设备变量,以动画的形式表示变量变化的过程。
4)曲线和报表实现。将检测数据变量绑定曲线和报表,自动绘制变化曲线,表现变化规律。报表可实现变量数据的统计、计算、打印和存储等功能。
5)报警输出。当污水处理现场发生危险事件,可通过报警输出提醒工作人员。在此工程中,报警输出主要通过设置报警指示灯来实现。
 
4.3 现场控制系统设计为了能够对现场控制系统设计得更加准确,应该从以下几点进行入手。

在对调节池进行控制的时候,首先,采用开关量逻辑控制。当调节池处于高水位时,调节池高水位报警,调节池提升泵与曝气泵联动;当调节池浮球处于高水位,池浮球处于低水位,调节池提升泵运行管道泵与自吸泵联动;当清水池浮球处于低水位时,池浮球处于高水位时, 管道泵与自吸泵同时运行。2 台自吸泵 轮换运行时间为10min,且清水池与管道泵、自吸泵连锁,防止溢出。在组态设计部分,可以从组态界面上看到系统中设备的列表,点击后可以看到相应设备的当前工作状态,并可以对设备现有状态进行改变,系统运行期间当有报警发生时,界面上有相应的报警画面出现,同时,有解决报警的提示出现。其次,根据液位值和压力值对系统进行模糊控制。需要采集池的液位信号和膜的工作 压力信号这2 个模拟量信号。将模拟信号进行模糊化之后进行模糊控制,然后将模糊输出量转变为实际控制量后作用 于控制信号为1 的蠕动泵。根据上述控制设计,画出各部流程图,逐步完成程序的编写和在工控机上完成对系统的组 态,现场控制系统就可以设计完毕。
 
5、结语

总的来说,随着时代的不断发展, 水资源日益紧缺,利用PLC 自动控制系统可以对污水处理当中的数据信息开展及时的收集工作,同时,利用这个自动控制系统,对数据进行采集、分析和保存,进一步提高了污水处理的自动化水平,有助于我国水污染问题的处理
 
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