基于PLC的电气自动化控制水处理系统研究

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基于 P L C的电气自动化控制水处理系统研究 姚雪梅 (重庆电子工程职业学院机电学院，重庆 4 0 1 3 3 1 ) 摘要：以工业用水处理系统为控制对象，采用 P L C控制技术，设计了‘套满足工业水质要求的自动化水处理系统。主要就水处理

自动控制系统的控制要求、电气系统控制流程、 P L C程序设计 3个方面进行了分析。该系统可以对运行状态进行实时监控和管理，保证整个系统运行可靠、安全，获得最佳的运行状态。 关键词： P L C;自动化控制；水处理

0 引言 P L C控制的水处理系统主要由可编程控制器、液位计、电磁阀、高低压力开关和现场的水泵机组一起组成一个完整的水

1运行指示灯亮。循环水泵 1过载，热继 F R 2通电， F R 2常开点 闭合，常闭点断开，循环水泵 1停止运行，循环水泵 1过载指示

灯亮。( 3 )当循环水泵 2运行，，接触器 K M3通电， K M3常开点 闭合，循环水泵 2运行指示灯亮。循环水泵 2过载，热继 F R 3通

处理系统，本设计中有 3个贮水池、 3台水泵，采用部分流量调节方法，即 3台水泵中只有 1台水泵在变频器控制下作变速运行，其余水泵作恒速运行。P L C根据管网压力自动控制各个水泵之间切换，并根据压力检测值和给定值之间偏差进行 P I D运算，输出给变频器控制其输出频率、调节流量，使供水管网压力恒定。各水泵切换遵循先起先停、先停先起原则。 根据以上控制要求，本文主要进行系统总体控制方案设计，包括水处理自动控制系统控制要求、电气系统控制流程、 P L C编程软件的选用以及 P L C编程。

电， F R 3常开点闭合，常闭点断开，循环水泵 2停止运行，循环水泵 2过载指示灯亮。接触器 K M2、 KM3线圈通电，常开点闭合，继电器 K A1通电， K A1常开点闭合，常闭点断开， 1≠≠进水

阀开。1进水阀指示灯亮。接触器 K M2、 KM3线圈通电，常开 点闭合，继电器 K A2通电， KA 2常开点闭合，常闭点断开， 2#

进水阀开。 2群进水阀指示灯亮。 ( 4 )当循环水箱液位低，液位浮球 L S 3通，继电器 K A3通电，循环水箱

低位指示灯亮。K A1、 K A2线圈通电，常开点闭合， K A 4通电， KA 4常开点闭合，加药泵起动。加药泵运行指示灯亮。( 5 )当潜污泵手动操作起动、停止。l 潜污

1 水处理自动控制系统的控制要求

泵手动启动，接触器 K M4通电，常开点闭合， 1≠ f潜污泵运行指

撑潜污泵过载，热继 F R 4断开， F R 4常闭点开， 1撑潜污水处理自动控制系统的控制要求如表 1所示，包括系统控示灯亮。1泵停止运行，过载指示灯亮。( 6 )当 2潜污泵手动启动，接触器制要求、报警及保护以及操作方式要求 3个方面。 表 1水处理自动控制系统控制要求 采用 P L C控制方式实现自动控制，设有手动/自动转换功能 可以随时根据系统各设备的运行状况对系统的控制方式及工艺参数 进行调整系统控制在手动方式下，对各单元 (如自动阀、水泵)进行独立操作

K M5通电，常开点闭合， 2≠}潜污泵运行指示灯亮。2潜污泵过

载，热继 F R5断开， F R 5常闭点开， 2潜污泵停止运行，过载指示灯亮。( 7 )当3≠}潜污泵手动启动，接触器 KM6通电，常开点闭合， 3潜污泵运行指示灯亮。 3≠}潜污泵过载，热继 F R 6断开， F R 6常闭点开， 3≠}潜污泵停止运行，过载指示灯亮。

生产过程中系统出现故障时，及时发出警报

3 系统的 P L C程序设计 3 . 1 P L C编程软件的选用

主要的工艺参数 (如压力、电导率等),均可直接在盘面或现场仪表上读出，实时了解系统各设备的运行参数高液位报警：原水箱、中间水箱、纯水箱水位高过高设定值，发出高液位信号，受控单元停止工作中液位报警：原水箱、中间水箱、纯水箱水位低过中设定值，发出中液位信号，受控单元启动工作 低液位报警：原水箱、中间水箱、纯水箱水位低过低设定值，发出低液报警及位信号并停止出水泵保护高压泵低压保护：进水压力低于低压开关设定值，发出水压低信号并停止高压泵及 R O系统高压泵高压保护：进水压力高于高压开关设定值，发出水压高信号并停止高压泵及 R O系统

P L C控制程序采用 S I E ME NS公司提供的 V 4 . 0 S T E P 7 Mi c r oWI N S

P 6编程软件开发。 P L C控制程序由一个主程序、若

干子程序构成，程序的编制在计算机上完成，编译后通过 P C/ P P I电缆把程序下载到 P L C,控制任务的完成，是通过在

R UN模式下主机循环并连续执行用户程序来实现。 3 . 2 P L C编程

为了方便了解水箱内水的多少，分别在原水箱、中间水箱、

纯水箱、试验水池放入高、中、低浮球。当液面到达指定位置时浮球闭合，将信号传入控制模块内。P L C程序流程图如图 1所示。 在原水箱水位不满的情况下，原水电磁阀开，原水流入原水箱。在原水箱水位不低、中间水箱不满的情况下，原水泵开， 预处理阀开，阻垢剂泵开。预处理阀开启延时 1 s一级高压泵开，一级浓水电磁阀开，在一级高压泵入水低压、出水高压的情

水泵故障报警：水泵热继电器动作，发出故障信号，并停故障泵操作主要用于应急或检修，以保证生产供水需求自动操作方式：平时正常方式工作普遍采用的方式，其整个工作过程不需要人员干预，全自动运行

2 电气系统控制流程

( 1 )接触器K M1 A通电，反洗水泵运行指示灯亮。 K M1 A常况下一级高压泵关闭。在中间水箱不低、纯水箱不满的情况下， 开点闭合，反洗水泵星型起动，时间继电器 KT 1延时通电， K T1 中间水泵开 P H调节泵开。中间水泵运行延时 l s后二级高压

常开点闭合，常闭点断开，反洗水泵三角形起动。K M1 B与泵开，二级浓水电磁阀开。当二级高压泵入水低压、出水高压的在纯水箱不低、试验水池不满的情况下， KM1 C互锁。反洗水泵过载，反洗水泵过载指示灯亮。( 2 )当循情况下二级高压泵关。环水泵 1运行，接触器 K M2通电， K M2常开点闭合，循环水泵纯水泵开、紫外灯开。原水箱水位高位的情况下，原水电磁阀 1 2 4

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