基于PLC的水厂智能监控系统设计文献综述

 2022-01-01 10:01

全文总字数:6322字

关键词:PLC;自动化控制系统;智能监控系统;摘要: 研究自来水厂生产系统,包括对流量、液位、压力等变量的采集和控制;选择电机、阀门、计量泵等设备;完成对水的输送、投药加氯控制、出水泵启停控制、数据管理等任务,设计具有时变性、复合性和随机性的复杂非线性系统。水厂智能监控系统的设计基于PLC和组态软件,用来采集水厂管网各个监测点的压力和流量等参数,并结合水厂调度指令,合理启停水泵。

引言

水是城市发展不可或缺的物质基础之一,水厂是一个关系国计民生的重要产业,随着我国改善人民生活条件、建设小康社会及提高劳动生产水平等目标的实现,对自来水水质的要求也越来越高。水厂的计算机自动化控制化是保证安全、连续、优质水厂的措施。近10年来工业自动化在各个方面的研究和应用都在飞速发展,随着电子信息技术计算机技术、自动控制技术以及光电技术等的不断发展,自动化感应部件,各种检测传感器、变送器,各种间接测量设备,各种执行机构,以及自动回路调节器、自动控制单元,各种大中小型装置控制系统乃至综合优化调度与协调系统和企业综合管理信息系统等也取得了更大的进步,有关控制系统的研究与应用也一直是现代工业生产中的重点工作之一[1]

2 研究现状

水厂也需要开展信息化建设,科学运用先进的水处理技术进行净水、污水处理,在净水处理和供水过程中运用自动化控制及实时监控技术,提高水厂净水和供水的稳定性,提升水厂经济效益,节约能源,保障持续供应水质合格的自来水起着非常重要的作用[2]。生产过程的自动检测、调整、控制和事故报警可保证设备在规定状态下运行,防范事故于未然,实现不问断的监控;系统自动随着水量、水质的变化及时调整投药、过滤等工艺参数,保证出水水质达标;出厂水压自动调整,能保证稳定的服务水压,减少爆管和漏失水量;生产过程的优化运行可以大大减少水气电和各种药剂的消耗,达到低耗高效[3]。由于计算机技术和现代控制技术的发展,基于 PLC技术的自控系统也得到了发展。因此,基于 PLC 的水厂智能监控系统的研究具有深远的现实意义。

2.1国内研究现状

相比国外,国内对水厂处理自动化系统的研究和发展相对较晚。国内多数对水厂的控制研究在自控系统研究的基础上采用了 PLC 控制,随着自动化程度不断提高,已经从对水厂半自动控制方式研究转向全自动控制方式,采用先进的计算机控制技术组建通讯网络系统,实现各工序的无人值守工作[4]

2.1.1水处理系统研究

在自来水的处理工艺基础上,常规处理工艺主要是由混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒等处理单元组成的。基于PLC 的自动控制系统,将操作面板、PH 传感器、溶解氧传感器、液位传感器进行输入或采集,废水处理各子系统的泵、搅拌器、格栅、曝气机等为 PLC 输出端的控制设备,采用 V 型滤池运用 PLC 技术实现该水厂的自动控制,实现了恒水位过滤、滤格自动反冲洗等重要控制[5]。并运用自动化控制系统集中监测并记录各个工艺节点的传感数据,协调控制各工艺车间的运行,对运行状态实时响应并做出调节,保证了系统运行的稳定可靠以及该净水厂生产的高效安全。

2.1.2供水系统设计研究

在取水控制系统中,有研究通过 PLC 进行自动控制,通过变频器实现软启动方式,根据系统的特点采用恒液位控制来实现远程取水,提高系统的响应速度,来代替传统的系统采用手动控制,电机采用直接启动的方式[6],为实现自来水厂系统全自动化控制,合理使用各个水源井,提高系统的性能,降低能源消耗。

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