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【摘 要】本文主要介绍了以用PLC为核心的控制系统在工业用水处理系统中的应用；以及简单对工业用水的自动化控制水处理系统具体的控制流程、控制要求以及PLC程序这3个方面来进行的分析从而设计出的一套可以满足对工业水质要求的电气自动化水控制处理系统。文中简单概括了水处理自动化控制系统的具体要求、电气系统的控制流程等，设计出的系统可以对各个设备的运行状态进行自动监控以及管理，以保证整个系统拥有最佳的运行状态，可靠、安全。
【关键词】PLC；水处理系统；电气自动化
PLC电气自动化控制水处理系统主要包括：可编程控制器、电磁阀门、液位计、现场水泵机组以及高低压力开关等，并且这五个部分构成一个较为完整的系统。PLC可根据管网压力，来实现水泵之间的自动化切换，同时还可根据压力检测值以及给定值偏差，进行PID运算，并且将运算所得的数据信息输到变频器，以此来实现对输出频率、流量进行控制，使供水管网压力保持恒定。本文主要对基于PLC的电气自动化控制水处理系统进行分析和研究，并在此基础上提出一些建设性建议，以供参考。
一、水处理系统自动化控制要求
对于水处理系统自动化控制而言，其主要要求是系统控制、报警以及保护，具体表现在以下几个方面：
（一）水处理自动化控制系统中对系统控制的要求主要包括：要求采用PLC控制的方式来实现自动控制的要求，应该设有自动转换和手动转换两种功能；自动的控制方式采用可进行编程的设备装置控制；可以随时根据各个设备的运行状况来调整系统的工艺参数以及控制方式；在手动的系统控制方式下，针对个单元（比如水泵、自动阀门等）进行独立的操作；如果在系统控制生产的过程中会一旦出现了相应的故障，要及时的发出警报信号；系统要具备有主要工艺参数（比如电导率、压力等）数据在现场仪表上的显示功能，从而方便操怍过程中可以随时了解系统各个设备运行的状态[1]。
（二）水处理自动化控制系统中对报警及保护的要求主要包括：
高液位的警报：当原水箱和中间承箱以及纯水箱的水位高过了原系统的高液位设定值，然后发出高液位的具体警报信号，此时受控单元停止工作；对于中液位报警而言，即当原水箱、中间水箱和纯水箱水位比原中液位设定值小时，即可发出中液位警报信号，此时受控单元启动；对于低液位警报而言，即当原水箱、中间水箱和纯水箱水位比如原来的低液位设定值小时，发出低液位警报信号、出水泵停止；在高压泵低压保护过程中，进水压力比原来的低压开关设定值小时，会发出表示水压低的警报信号并且同时停止高压泵的运行和RO系统；高压泵的高压保护：即进水压力比原来高压开关设定值大时，发出高警报信号，同时将高压泵运行、RO系统停止；对于水泵故障问题报警而言，水泵不断的进行泵热继电器动作，并且发出故障问题报警信号，停止故障泵的运行[1]。
（三）水处理自动化控制系统中对其操作方式的要求主要包括：1.手动操作，主要适用于应急、检查，可以保证正常的生产供水；2.自动操作，为平时控制正常方式，同时也是普遍采用的一种操作模式，自动操作过程无需人员干预即可完成，是一种有效的全自动设备。
二、电气系统自动控制步骤
（一）对接触器（KMa）进行通电时，反洗水泵指示灯就会亮起来。接触器KMa常开点处于闭合状态时，反洗水泵起动，此时时间继电器（KTa）延时通电；当KTa常开点处于闭合状态时，常闭点就会随之断开，而且反洗水泵上的三角形起动。在此过程中，KMb、KMc锁闭，反洗水泵处于过载状态，此时过载指示灯就会全部亮起。
（二）循环水泵运行过程中，接触器（KMb）通电，接触器KMb常开点处于闭合状态时，循环水泵运行，此时指示灯随之亮起。循环水泵处于过载时，热继FRb通电，常开点处于闭合状态；当循环水泵停止运行时，循环水泵上的过载指示灯就会随之亮起。
（三）循环水泵运行过程中，接触器（KMc）通电，接触器KMc常开点处于闭合状态是，循环水泵运行，此时指示灯会随之亮起。循环水泵处于过载时，热继FRc通电，常开点闭合，此时常闭点处于断开状态；循环水泵停止运行，过载指示灯就会随之亮起。接触器（KMb）、（KMc）线圈通电，常开点闭合。在此过程中，继电器（KAa）处于通电状态，而且常开点闭合，同时常闭点断开，此时对应进水阀打开。
（四）循环水箱内的液位相对较低时，浮球LSc通，此时继电器（KAc）通电，而且循环水箱中低位指示灯随之亮起。KAa、KAb线圈处于通电状态，常开点随之闭合，而且常闭点随之断开。
（五）启动潜污泵中的手动操模式，此时1号泵就会启动，并且接触器（KMd）通电，常开点处于闭合状态；l号泵过载时，热继（FRd）断开，常闭点也随之断开，此时潜污泵运行停止，并且过载指示随之亮起。
（六）启动2号潜污泵的手动操作模式，接触器（KMe）处于通电状态，常开点闭合，而且常闭点断开，这时潜污泵上的指示灯就会随之亮起。在过载状态下，热继（FRe）断开。
（七）启动3号潜污泵的手动操作模式，接触器（FRf）处于通电状态，常开点闭合；如果3号潜污泵处于过载状态，则热继（FRf）随即断开，常闭断开、潜污泵指示灯亮起来[2]。
三、PLC设计
（1）PLC设计
PLC控制程序选用的是德国西门子公司提供的S7-200产品。PLC控制程序采用西门子公司的STEP-7 Micro/WIN V4.0编程软件。该软件包含三种语言，即语句表（STL）语言、梯形图（LAD）语言、功能块图（FWD）语言。语句表（STL）语言类似于计算机的汇编语言，它使用指令助记符创建用户程序，属于面向机器硬件的语言，在熟练之后会感觉使用很方便。梯形图（LAD）语言最接近于继电器接触器控制系统中的电气控制原理图，是应用最多的一种编程语言，与计算机语言相比，梯形图可以看作是PLC的高级语言，几乎不用去考虑系统内部的结构原理和硬件逻辑，因此，它很容易被一般的电气工程设计和运行维护人员所接受，是使用最广泛的编程语言。功能块图（FWD）的图形结构与数字电路的结构极为相似，功能块图中每个模块有输入和输出端，输出和输入端的函数关系使用与、或、非、异或逻辑运算，模块之间的连接方式与电路的连接方式基本相同，使用的人相对较少。PLC控制程序主要由主程序、子程序、符号表、数据块等构成，程序编译好以后经PC/PPI电缆下载至PLC中；在RUN模式下，通过主机执行程序完成相应的任务。
（2）PLC编程
PLC编程过程中，为了能够更加方便、全面地了解水箱中的水位，在原水箱、试验水池以及纯水箱和中间水箱中均适当放入一些浮球，当水位达到相关位置的时候，浮球闭合会将数据信号传送控制模块内[3]。在原水箱里的水位不满的时候，打开原水电磁阀门，使得原水流进入水箱，打开预处理阀门，阀门开启延时大约2秒钟；在此过程中，一级高压泵打开时，浓水电磁阀门也随之打开，基于高压水泵压力作用，水流至原水箱之中。当原水箱中的水位高出时，需将原水电磁阀门彻底的关闭，并且将原水泵时间延时大约1秒钟的时间。其中，一级浓水阀门关闭，原水箱中的水位相对较低一些；浓水位位置偏高，二级高压水泵压力作用下，原电磁阀门就会自动关闭。
四、结语
本文针对现代工业生产过程中的用水要求、操作技术要点分析，设计了一套PLC技术应用条件下的水自动处理系统。该系统主要是基于PLC技术，对多台水泵的运行控制，同时还将对水泵的控制纳入了自动控制系统，更好的节省了的人力资源，提高了运行效率；分散控制危险，操作安全；同时，通过电导率表以及电阻率表等，对其进行有效的监控，一方面可以保证用水处理系统的供水质量，另一方面其施工简单，具有节能、无污染的特点，也提高了管理水平，从而达到更好的社会经济效益。
参考文献：
[1]肖荣辉.基于PLC的电气自动化控制水处理系统[J].信息系统工程，2013，11：156-157.
[2]姚雪梅.基于PLC的电气自动化控制水处理系统研究[J].机电信息，2013，6：115-116.
[3]杨启尧，项国云.基于PROFIBUS现场总线技术的污水处理系统[J].工业控制计算机，2014，12：56-57.
【关键词】PLC；水处理系统；电气自动化
PLC电气自动化控制水处理系统主要包括：可编程控制器、电磁阀门、液位计、现场水泵机组以及高低压力开关等，并且这五个部分构成一个较为完整的系统。PLC可根据管网压力，来实现水泵之间的自动化切换，同时还可根据压力检测值以及给定值偏差，进行PID运算，并且将运算所得的数据信息输到变频器，以此来实现对输出频率、流量进行控制，使供水管网压力保持恒定。本文主要对基于PLC的电气自动化控制水处理系统进行分析和研究，并在此基础上提出一些建设性建议，以供参考。
一、水处理系统自动化控制要求
对于水处理系统自动化控制而言，其主要要求是系统控制、报警以及保护，具体表现在以下几个方面：
（一）水处理自动化控制系统中对系统控制的要求主要包括：要求采用PLC控制的方式来实现自动控制的要求，应该设有自动转换和手动转换两种功能；自动的控制方式采用可进行编程的设备装置控制；可以随时根据各个设备的运行状况来调整系统的工艺参数以及控制方式；在手动的系统控制方式下，针对个单元（比如水泵、自动阀门等）进行独立的操作；如果在系统控制生产的过程中会一旦出现了相应的故障，要及时的发出警报信号；系统要具备有主要工艺参数（比如电导率、压力等）数据在现场仪表上的显示功能，从而方便操怍过程中可以随时了解系统各个设备运行的状态[1]。
（二）水处理自动化控制系统中对报警及保护的要求主要包括：
高液位的警报：当原水箱和中间承箱以及纯水箱的水位高过了原系统的高液位设定值，然后发出高液位的具体警报信号，此时受控单元停止工作；对于中液位报警而言，即当原水箱、中间水箱和纯水箱水位比原中液位设定值小时，即可发出中液位警报信号，此时受控单元启动；对于低液位警报而言，即当原水箱、中间水箱和纯水箱水位比如原来的低液位设定值小时，发出低液位警报信号、出水泵停止；在高压泵低压保护过程中，进水压力比原来的低压开关设定值小时，会发出表示水压低的警报信号并且同时停止高压泵的运行和RO系统；高压泵的高压保护：即进水压力比原来高压开关设定值大时，发出高警报信号，同时将高压泵运行、RO系统停止；对于水泵故障问题报警而言，水泵不断的进行泵热继电器动作，并且发出故障问题报警信号，停止故障泵的运行[1]。
（三）水处理自动化控制系统中对其操作方式的要求主要包括：1.手动操作，主要适用于应急、检查，可以保证正常的生产供水；2.自动操作，为平时控制正常方式，同时也是普遍采用的一种操作模式，自动操作过程无需人员干预即可完成，是一种有效的全自动设备。
二、电气系统自动控制步骤
（一）对接触器（KMa）进行通电时，反洗水泵指示灯就会亮起来。接触器KMa常开点处于闭合状态时，反洗水泵起动，此时时间继电器（KTa）延时通电；当KTa常开点处于闭合状态时，常闭点就会随之断开，而且反洗水泵上的三角形起动。在此过程中，KMb、KMc锁闭，反洗水泵处于过载状态，此时过载指示灯就会全部亮起。
（二）循环水泵运行过程中，接触器（KMb）通电，接触器KMb常开点处于闭合状态时，循环水泵运行，此时指示灯随之亮起。循环水泵处于过载时，热继FRb通电，常开点处于闭合状态；当循环水泵停止运行时，循环水泵上的过载指示灯就会随之亮起。
（三）循环水泵运行过程中，接触器（KMc）通电，接触器KMc常开点处于闭合状态是，循环水泵运行，此时指示灯会随之亮起。循环水泵处于过载时，热继FRc通电，常开点闭合，此时常闭点处于断开状态；循环水泵停止运行，过载指示灯就会随之亮起。接触器（KMb）、（KMc）线圈通电，常开点闭合。在此过程中，继电器（KAa）处于通电状态，而且常开点闭合，同时常闭点断开，此时对应进水阀打开。
（四）循环水箱内的液位相对较低时，浮球LSc通，此时继电器（KAc）通电，而且循环水箱中低位指示灯随之亮起。KAa、KAb线圈处于通电状态，常开点随之闭合，而且常闭点随之断开。
（五）启动潜污泵中的手动操模式，此时1号泵就会启动，并且接触器（KMd）通电，常开点处于闭合状态；l号泵过载时，热继（FRd）断开，常闭点也随之断开，此时潜污泵运行停止，并且过载指示随之亮起。
（六）启动2号潜污泵的手动操作模式，接触器（KMe）处于通电状态，常开点闭合，而且常闭点断开，这时潜污泵上的指示灯就会随之亮起。在过载状态下，热继（FRe）断开。
（七）启动3号潜污泵的手动操作模式，接触器（FRf）处于通电状态，常开点闭合；如果3号潜污泵处于过载状态，则热继（FRf）随即断开，常闭断开、潜污泵指示灯亮起来[2]。
三、PLC设计
（1）PLC设计
PLC控制程序选用的是德国西门子公司提供的S7-200产品。PLC控制程序采用西门子公司的STEP-7 Micro/WIN V4.0编程软件。该软件包含三种语言，即语句表（STL）语言、梯形图（LAD）语言、功能块图（FWD）语言。语句表（STL）语言类似于计算机的汇编语言，它使用指令助记符创建用户程序，属于面向机器硬件的语言，在熟练之后会感觉使用很方便。梯形图（LAD）语言最接近于继电器接触器控制系统中的电气控制原理图，是应用最多的一种编程语言，与计算机语言相比，梯形图可以看作是PLC的高级语言，几乎不用去考虑系统内部的结构原理和硬件逻辑，因此，它很容易被一般的电气工程设计和运行维护人员所接受，是使用最广泛的编程语言。功能块图（FWD）的图形结构与数字电路的结构极为相似，功能块图中每个模块有输入和输出端，输出和输入端的函数关系使用与、或、非、异或逻辑运算，模块之间的连接方式与电路的连接方式基本相同，使用的人相对较少。PLC控制程序主要由主程序、子程序、符号表、数据块等构成，程序编译好以后经PC/PPI电缆下载至PLC中；在RUN模式下，通过主机执行程序完成相应的任务。
（2）PLC编程
PLC编程过程中，为了能够更加方便、全面地了解水箱中的水位，在原水箱、试验水池以及纯水箱和中间水箱中均适当放入一些浮球，当水位达到相关位置的时候，浮球闭合会将数据信号传送控制模块内[3]。在原水箱里的水位不满的时候，打开原水电磁阀门，使得原水流进入水箱，打开预处理阀门，阀门开启延时大约2秒钟；在此过程中，一级高压泵打开时，浓水电磁阀门也随之打开，基于高压水泵压力作用，水流至原水箱之中。当原水箱中的水位高出时，需将原水电磁阀门彻底的关闭，并且将原水泵时间延时大约1秒钟的时间。其中，一级浓水阀门关闭，原水箱中的水位相对较低一些；浓水位位置偏高，二级高压水泵压力作用下，原电磁阀门就会自动关闭。
四、结语
本文针对现代工业生产过程中的用水要求、操作技术要点分析，设计了一套PLC技术应用条件下的水自动处理系统。该系统主要是基于PLC技术，对多台水泵的运行控制，同时还将对水泵的控制纳入了自动控制系统，更好的节省了的人力资源，提高了运行效率；分散控制危险，操作安全；同时，通过电导率表以及电阻率表等，对其进行有效的监控，一方面可以保证用水处理系统的供水质量，另一方面其施工简单，具有节能、无污染的特点，也提高了管理水平，从而达到更好的社会经济效益。
参考文献：
[1]肖荣辉.基于PLC的电气自动化控制水处理系统[J].信息系统工程，2013，11：156-157.
[2]姚雪梅.基于PLC的电气自动化控制水处理系统研究[J].机电信息，2013，6：115-116.
[3]杨启尧，项国云.基于PROFIBUS现场总线技术的污水处理系统[J].工业控制计算机，2014，12：56-57.