PLC在污水泵站自动化监控系统中的应用

缪文龙

（中国电子系统工程第二建设有限公司）

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[1]。

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[2]。

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。