梁亞秋

廣州開發(fā)區(qū)水質凈化管理中心

微探PLC變頻控制系統在大型水處理裝備上的應用

梁亞秋

廣州開發(fā)區(qū)水質凈化管理中心

隨著社會的不斷發(fā)展，科技的不斷進步，我國各個領域均得到了很好的發(fā)展，尤其在PLC技術得以廣泛應用后，其所獨有的優(yōu)勢使得工業(yè)生產方面得到了更大的提升。該技術在應用的過程中一直在完善和優(yōu)化，如今在大型水處理裝備方面的應用最為廣泛。本文通過查閱相關資料，簡要介紹了工藝、變頻控制系統工作原理、變頻控制系統集成，以及變頻控制系統軟件設計，以期能夠為拓展PLC變頻控制系統應用范圍與質量方面提供有價值的參考。

PLC變頻控制系統；大型水處理裝備；工藝；工作原理；系統集成；軟件設計

前言

PLC在我國已經存在多年，其經過多年發(fā)展不僅實現了技術的突破，也完成了應用范圍的拓展，如今其已經擁有門類齊全的各種功能模塊，同時也具有強大的網絡通訊能力，最大的應用領域是工業(yè)領域，在應用過程中其可以通過調節(jié)自身性能來滿足不同的控制要求。大型水處理裝備是工業(yè)生產中極為重要的組成部分，然而其中很多傳統功能已經難以滿足社會發(fā)展要求和發(fā)展趨勢，將PLC變頻控制系統應用其中后恰恰可以很好的解決此方面問題，然而不可否認的是在實際應用中依然會暴露出些許問題。

一、工藝介紹

水處理裝備主要由兩個系統組成，一是預處理系統；二是反滲透除鹽系統，其中預處理部分又可以劃分為多個方面：一，取水泵；二，增壓泵；三，旋流過濾器；四，計量泵；五，自清洗預過濾器；六，超濾系統；七，加藥裝置。而反滲透系統則是由：一，超濾水泵；二，保安過濾器；三，計量泵；四，高壓泵；五，反滲透膜組；六，反滲透低壓沖洗泵；七，加藥裝置。根據分析可知，其中高壓泵變頻控制是最為核心的部分，本文也將圍繞其展開論述，該系統在實際的應用中能夠滿足不同水質的要求，并且保證水速的穩(wěn)定性[1]。

二、變頻控制系統工作原理

反滲透水處理變頻控制系統中是大型水處理裝備的重要組成部分，而整個系統控制后，水流量調節(jié)往往起著十分重要的作用，只有充分做好調節(jié)工作，才能夠有效提升系統生產效益，以及設備的安全、穩(wěn)定性，在此次系統設計中，水泵電機作為輸出環(huán)節(jié)，而轉速效果則由變頻器來完成，將兩者進行綜合后才可以更好的實現變流量的調節(jié)工作。變頻器在開展工作之前，其需要接收到控制器發(fā)出的信號，否則其不會對水泵電機產生任何作用，另外，控制器綜合流量設定參考值與現場反饋的實際流量值信號后，其需要經過PID的調節(jié)，在調節(jié)后方可發(fā)送正確的指令。在信號傳輸的過程中，模擬信號的轉換是十分重要的，另外，在流量設定值方面也要進行完善，鑒于其容易受到其他因素影響，因此應根據實際的運行環(huán)境來進行設定，如溫度或是氣壓等方面，均是影響因素。

三、變頻控制系統集成

在此方面應做好系統硬件的選擇工作，如系統控制核心，其往往會選擇西門子S7-400PLC；變頻器則會選擇MM420。變頻器在接收到相關指令后，其會自動進行調頻，使電動機的轉速得到變化，從而滿足應用要求，使管道的進水量、出水量能夠得到控制，而感應器則會根據實際的管道運輸量進行信息傳遞，從而實現閉環(huán)控制系統，而最終的反饋結果也會由相應的模塊進行輸出，如此一來也就能夠完成電磁閥和指示燈等器件的控制[2]。

四、變頻控制系統軟件設計

（一）主程序實現

主程序是最為關鍵的部分，若主程序的設計不夠完善，則會直接影響到整個系統的應用效果，因各個子系統的管理調用以及應用均需要通過主程序的調度，由此可見其重要性。另外，故障處理子程序是其中十分重要的部分，其主要可以分為：一，執(zhí)行器故障檢測處理報警；二，安全保護程序。在設計中應充分完善此兩個方面，否則很難保證整個系統的安全性和穩(wěn)定性。

（二）水處理流量調節(jié)PID算法實現

為了能夠優(yōu)化整個系統設計，因此在進行設計之前進行了一定的市場調查，以便于能夠尋找到更為合適的器件、核心元件等，在本次設計中，SIEMENS公司PLC的集成開發(fā)環(huán)境STEP7是最為合適的，其所提供的PID控制功能也十分完善，對于大型水處理設備而言也較為契合，用其來實現PID控制能夠很好的提升質量，具體如下：當控制器輸出上限報警為1時，往往代表水的流量較小，而控制器發(fā)送的信號數值也相對較低，若出現相反情況時，輸出下限報警則會變?yōu)?，此時其水流量會變大，控制器所發(fā)送的水量信號數值也會隨著增加，此種情況下應對水泵進行檢查和確認，以便于及時對其進行速度調整，或是直接停止運行[3]。

為了可以使PID調節(jié)工作質量得以提升，在進行此方面設計時應做好實時監(jiān)控工作，充分提升監(jiān)控畫面的質量，另外要實現手動觸屏功能，以便于能夠在畫面中根據實際情況來調節(jié)，或是手動輸入相應的值。自動調節(jié)也是較為重要的，在進行此方面時，應關注柱狀圖，在圖中確定設定值的百分比，和PID調節(jié)輸出值，另外，在此方面還可以利用實時曲線的作用來達到目的，主要是觀察各個變量，以便于能夠找到其中的關系，并對其進行深入調節(jié)。

結語

綜上所述，研究關于PLC變頻控制系統在大型水處理裝備上的應用方面的內容具有十分重要的意義，其不僅關系到我國大型水處理裝備的優(yōu)化和應用，也關系到PLC變頻控制系統的應用與發(fā)展，甚至與水處理質量方面息息相關。如今人們對各個方面的要求越來越高，行業(yè)之間的競爭也越來越大，為了能夠為人們創(chuàng)造更好的生活環(huán)境，我國一直在優(yōu)化水處理裝備和技術，在PLC變頻控制系統得以應用后，此方面的發(fā)展態(tài)勢十分良好，但依然有些待完善之處，因此相關機構和人員應加強此方面的研究。

[1]薄關鋒.基于PLC的橋式抓斗起重機變頻控制系統優(yōu)化設計[J].電氣傳動自動化,2011,01:40-41+46.

[2]董有祥.PLC變頻控制技術在礦井提升機控制系統中的應用[J].科學之友,2011,23:52-53.

[3]楊力千.基于Profibus-DP的PLC變頻控制系統通信故障分析與改進[J].電工技術,2014,10:38-39+46.