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1、自来水厂滤池及其反冲洗的 PLC 电气自动控制系统设计摘要：借助 PLC 电气自动控制系统，能够从根本上提升自来水厂净化设备运行水平，降低净化设备故障问题发生几率，切实保障水厂净化效果。基于此，本文细致分析了水厂净化设备 PLC 电气自动控制系统实际运行流程，推出净化设备自动控制系统设计要求，最后阐述矩阵译码技术在净化设备电气系统中的实际设计要点，以供参考。关键词：水厂净化设备； PLC 电气自动控制系统；设计要求前言：自来水厂净化设备运行水平可直接影响到城镇居民生活质量。自来水厂生产规模、制水工艺及设备存在较大差异，但在水源抽取之后，均需要进行一系列物理及化学处理方式，如加矾、沉淀、过滤、加
2、压等。为从根本上提升水源净化水平，需要在原有基础上使用更为先进的 PLC 电气自动控制系统，对各净水环节进行严格质量管控。1.PLC 电气自动控制系统概念PLC 电气自动控制系统是一种应用在工业环境下的自动控制装置。相较于其他控制工作而言，PLC 控制系统的操作更加简便、功能完善，能够对设备进行自动计数以及自动化管控，切实提升了设备实际运行水平，使设备运行期间的质量问题与安全事故能够被控制在最低范围之内1。 现阶段， PLC 电气控制系统在水厂生产中应用比较广泛。PLC 电气控制系统用在水厂泵房控制中，对泵房内的设备进行远程遥控与实时动态监测，绘制出相应的运行状态曲线。电气控制系统还可以配合模
3、拟量模块，接收传感器信号，检测设备在实际运行期间的温度、压力值，从根本上提升了设备实际运维与管控水平。将 PLC 电气控制技术应用在水厂混凝系统、沉淀系统中，可以借助流量反馈手段，调整加药泵转速以及冲程，从根本上提升水厂运行期间的可控性。1.水厂净化工艺过滤池及其反冲洗净化工艺是水厂重要工艺之一,其运行效果可直接影响到自来水的品质与口感，影响到水厂运行期间的综合效益。随着社会经济发展速度不断加快，水厂建设规模进一步扩大，应用在水厂中的净化设备种类更多，内部结构愈加复杂。如大型过滤池内部主要由多个电动阀、电磁阀组成，需要配合使用 PLC 自动控制技术，对此类净化设备实际运行状态进行全程监管，同时
4、为了达到定期反冲洗的要求，PLC 自动控制技术在很大程度上提高了控制的准确性。1.1 水厂过滤池在水厂内部，过滤池负责将水中细小杂质分离出来，并为后续化学处理工作奠定必要基础。过滤池内部包括料层、滤池体以及多台水阀组成，其中阀门按作用又分为进水阀、清水阀、排水阀、气洗阀、水洗阀2。源水通过加药、混凝、沉淀过后，通过过滤池的进水阀进入到过滤池内。此时滤池的清水阀打开，排水阀、气洗阀、水洗阀均为关闭状态。需要过滤的水通过滤料层后，固体杂质及部分微生物被滤料层阻挡，过滤后的清水将流到清水池内。在正常过滤期间，PLC 自动控制系统通过液位传感器检查过滤池液位变化， 从而调节清水阀的开启度，使过滤池液位
5、维持在一定的范围之内，一方面可以防止液位过低，以防滤池滤空，将滤料暴露在空气当中；另一方面可以防止液位过高，造成滤池漫水或溢流，从而发生安全事故或不必要的浪费。1.2 水厂过滤池反冲洗流程现阶段水厂常用汽水反冲洗过滤池。滤池下部设置了承托层与滤料层，在承托层下方，设置汽水反冲洗所需的管道。当滤池达到设定的过滤周期或者过滤水水质不能满足工艺要求时，关闭滤池进水阀和清水阀，打开排水阀。冲洗流程第1 阶段打开气洗阀，需要使用鼓风机，将滤料反复揉搓。第 2 阶段关闭气洗阀， 打开水洗阀，需要使用水泵从滤池下方反向水冲，将滤料截留的杂质洗净后由排水阀排出。现阶段水厂过滤池数量增多，过滤池反冲洗时间并不能
6、保证完全一致，因此需要在原有基础上增设 PLC 电气自动控制系统，使反冲洗环节能够得到自动化管控。1.水厂滤池及其反冲洗自动控制系统设计考虑因素在水厂净化设备实际运行过程中，过滤池的反冲洗环节较为复杂，实际操作流程较多，仅采用人工控制方式无法从根本上保障设备运行效率，因此需要设计出更加专项可行的自动管控方案。在设计净水设备自动化管控系统过程中，需要严格遵循以下要求：1.确保电气自动化管控设备能够全时段检测过滤池水位、过滤周期及出水水质。在过滤池内水位达到上限或者下限的情况下，自动控制系统需要对过滤池清水阀 开度进行控制。在过滤周期达到工艺设定值或者滤池出水水质不能符合工艺要求 时，自动控制系统
7、要对滤池进行反冲洗，在反冲洗工作结束后，还需要恢复滤池 进水，以达到过滤状态。2.过滤池在反冲洗过程中，需要自动控制滤池阀门的开关顺序及状态，然后控制鼓风机及水泵的运行，以达到滤池反冲洗的目的。在自动化管控过程中，需要控制多组滤格反冲洗的先后顺序及反冲洗泵的选择，以便从根本上提升系统实际运行期间的资源利用率；3.将 PLC 电气自动控制系统应用在水厂净化设备管控过程中，还需要满足不同反冲洗强度要求，确保反冲洗的实际效果，并由工作人员结合过滤池实际情况， 对运行参数进行细致调整；1.水厂滤池及其反冲洗电气控制系统设计工作中的矩阵译码使用在水厂滤池反冲洗系统自动化设计期间，反冲洗风机、水泵及各过滤
8、池需要进行分别使用。在某过滤池需要开展反冲洗时，需要鼓风机鼓出的气体及水泵送出的水流经过管道进入过滤池内，并对滤料层进行按期冲洗处理。反冲洗系统实际运行期间，电气自动控制系统需要对滤池进水阀、滤后水阀、冲洗排水阀、冲洗进水阀、冲洗气阀进行分别管控，要求依照不同设施运行要求， 设置相应的控制信号。在水厂内部过滤池系统数量较多的情况下，应当确保控制信号数量满足设备实际管控要求。基于控制信号数量计算出信号输出点。配合使用矩阵译码方式， 绘制出净水设备实际应用期间的运行电路图。矩阵译码技术需要将电气自动化控制系统内多个输出点设置相应的微型继电气线圈，明确继电气常开触点。借助电气控制系统控制点控制微型继
9、电气线圈运行状态。对矩阵译码输出电路进行译码处理，形成多组控制信号，进一步控制过滤池中各阀门的运行状态。在过滤池内配备两台反冲洗系统过程中，需要增加矩阵译码输入及输出信息数量。结合过滤池与反冲洗实际运行需求，绘制出电气控制系统主电路图、控制电路图以及 PLC 外接线图，使电气控制系统中的主电路柜、 PLC 控制柜、执行器控制柜、现场操作台运行水平能够得到全面管控。1.水厂滤池及其反冲洗 PLC 电气自动控制系统控制程序设计将 PLC 电气自动控制系统应用在水厂净化设备的优化与完善过程中，需要最大限度提升控制软件设计质量，绘制出具备更高技术可行性的控制流程图，使净化设备运行期间的参数数值能够得到
10、全方位管控。依照过滤池反冲洗系统实际运行要求，确保设计出的电气自动控制系统具有单池自动反冲洗控制、单池手动操作、全自动反冲洗等功能。在绘制完毕控制流程图后，需要采用 PLC 编程语言，设计多种控制程序。设计完毕的控制系统应当经过细致调试，并取得正确的调试结果，确保其能够再提升水厂净化设备自动化发展水平中发挥出重要作用。总结：总而言之，通过将PLC 电气自动控制系统应用在水厂滤池及其反冲洗的完善过程中，可以从根本上提升水厂滤池实际运行期间的可控性，降低设备故障问题发生几率，保障水厂运行全过程的综合效益。为充分发挥出 PLC 电气自动控制装置积极作用，需要结合水厂净化设备使用要求，制定出专项可行的净化设备自动控制系统，增强系统运行期间的可行性。参考文献：1 苏继发. 沾益区德泽乡集镇水厂巩固提升工程设计J. 水资源开发与管理,2017(08):33-36.2 廖树发. RO-UV 组合工艺在管道直饮水系统的应用研究D.华南理工大学,2015.