淺談自來水廠PLC的選擇與維護

1 引言

隨著PLC的推廣普及，PLC產(chǎn)品的種類和數(shù)量越來越多，而且功能也日趨完善。在自來水廠中應(yīng)用越來越廣泛，不但能夠提高水廠自動化水平，加快生產(chǎn)速度，降低生產(chǎn)成本，而且還可以提高供水質(zhì)量。但是，PLC品種繁多，其結(jié)構(gòu)型式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法、價格等各不相同，適用場合也各有側(cè)重，對其技術(shù)性能、使用環(huán)境條件了解不清，或?qū)LC系統(tǒng)要求掌握不夠，就會大材小用，造成不必要的浪費或事故頻發(fā)，影響生產(chǎn)。

2 自來水廠PLC的選擇

2.1 提倡選擇模快式PLC

按結(jié)構(gòu)形式PLC可分為整體式和模塊式。整體式PLC將電源、CPU、I/O部件都集中裝在一個機箱內(nèi)。模塊式PLC結(jié)構(gòu)是將PLC各部分分成若干個單獨的模塊，如CPU模快、I/O模快等。考慮到自來水廠改建(特別是節(jié)能、更換舊設(shè)備方面)、擴建和PLC故障率95%都是發(fā)生在I/O部件損壞;同時模塊式PLC的配置靈活，裝配和維修方便，水廠設(shè)備、工藝的改變只要將相應(yīng)的I/O模快更換或擴展再經(jīng)編程就可方便實現(xiàn)自動化。因此，從長遠來看，提倡選擇模塊式PLC。

2.2 統(tǒng)一選擇機型
在選擇PLC時，要注意售后服務(wù)是否有保障，同時兼顧水廠日后維修上的便利、備用件的庫存和軟件編程方面。而常見的制取自來水的步驟主要分為:混凝、沉淀、過濾、消毒和儲存。在功能滿足要求的前提下，選擇的機型最好都選擇同一間公司的產(chǎn)品。

2.3 根據(jù)輸入和輸出選擇
自來水廠中的主要設(shè)備有:反應(yīng)池、澄清池、濾池、清水池、加氯機、氯吸收裝置、空氣壓縮機、鼓風(fēng)機、加藥設(shè)備、閥門、泵、混合設(shè)備、計量設(shè)備。根據(jù)控制系統(tǒng)的要求和采用的控制方法，對于每一個被控對象，所用的I/O點數(shù)不會輕易發(fā)生變化，根據(jù)需要的I/O點數(shù)選用I/O模塊可與主機靈活地組合使用，但是考慮到以后工藝和設(shè)備的改動，或I/O點的損壞、故障等，一般應(yīng)保留1/8的裕量。
除了I/O點的數(shù)量，還要注意輸入和輸出信號的性質(zhì)、參數(shù)和特性要求等。如水廠中閥門是模擬量還是開關(guān)量控制;PH計、流量計、濁度計、余氯計、液位計等水質(zhì)監(jiān)控儀表信號源是電壓輸出型還是電流輸出型，是有源輸出還是無源輸出，及其繼電器輸出是NPN輸出型還是PNP輸出型。另外，還要注意輸出端點的負載特點(負載電壓、電流的類型)，數(shù)量等級以及對響應(yīng)速度的要求等。
據(jù)此，來選擇和配置適合輸入輸出信號特點和要求的I/O模塊。

2.4 根據(jù)存儲器容量選擇
通常，PLC的存儲器容量以字為單位，如64k字等，應(yīng)用程序所需存儲器容量可以預(yù)先進行估算。選擇和計算的第一種方法是:根據(jù)編程使用的節(jié)點數(shù)精確計算存儲器的實際使用容量。第二種為估算法，用戶可根據(jù)控制規(guī)模和應(yīng)用目的，按照附表的公式來估算。

使用時可以根據(jù)程序及數(shù)據(jù)的存儲需要來選用合適的機型，必要時也可專門進行存儲器的擴充設(shè)計。為了使用方便同時考慮到水廠工藝、設(shè)備的改動和編程時的需要，一般應(yīng)該留有２５％～３０％的裕量。
2.5 根據(jù)通信要求選擇
目前，PLC采用了各種工業(yè)標準，如IEC 61131、IEEE802.3以太網(wǎng)、TCP/IP、UDP/IP等，各種事實上的工業(yè)標準，如Windows NT、OPC等，融合了IT技術(shù)，可與智能MCC馬達控制中心、其它運行控制系統(tǒng)、電控設(shè)備、變頻器和軟起動器等連成系統(tǒng)。
而當(dāng)前自來水廠自動化應(yīng)用的最多的是工業(yè)電腦和PLC組成控制系統(tǒng)，系統(tǒng)中一般PLC分為取水泵站、投加站、濾池站和送水泵站，站與站之間要傳遞監(jiān)控的參數(shù)，如余氯、流量、濁度等，并且由中控室的電腦集中控制，通訊的基本要求是實時、穩(wěn)定可靠、經(jīng)濟。水廠要根據(jù)自身的設(shè)備、投入的資金、響應(yīng)速度、以后的發(fā)展，選擇易于擴展、連接、發(fā)展成熟的現(xiàn)場總線、網(wǎng)絡(luò)，如以太網(wǎng)、PROFIBUS、Modbus、FIPIO、Asi等，從而有側(cè)重地選定PLC通訊模塊。

3 維護時要注意的問題

(1) PLC安裝的地點應(yīng)避免太陽光直接照射，保證有足夠的散熱空間和通風(fēng)條件，避免安裝在干擾嚴重、高溫、高濕度有粉塵、不清潔以及有腐蝕氣體的環(huán)境中。另外，PLC要安裝在有振源的地方時應(yīng)采取減振措施。
(2) 不要為了節(jié)約投資而將輸入、輸出線同用一根電纜，同時動力電纜和控制電纜要分開鋪設(shè)，避免干擾。
(3) 安裝完畢，要檢查清楚，把細短線、銅屑、鐵屑、螺絲清理干凈，方可通電。投入使用后，定期檢查安裝是否牢固和端子、模塊的連接接線是否可靠，定期清掃灰塵，確保安全。
(4) 為了抑制加在電源及輸入端、輸出端的干擾，應(yīng)給PLC接上專用地線，接地點應(yīng)與動力設(shè)備(如電機)的接地點分開，平常要注意檢查PLC的接地是否良好。
(5) 控制PLC的工作環(huán)境(0~50℃為宜)，必要時要采用強迫風(fēng)冷冷卻方式，可以有效地提高它的工作效率和壽命。
(6) PLC外部的輸出元件，如電磁閥、接觸器等的故障率遠遠高于PLC本身的故障率，若連接輸出元件的負載短路，將會燒毀PLC的印制電路板。因此，應(yīng)選用適當(dāng)容量的熔絲保護輸出元件，切忌盲目更換。另外，采用繼電器輸出時，承受的電感性負載大小影響到繼電器的工作壽命，采用的繼電器工作壽命要求長。
(7) 某些易損壞的部件，如I/O模塊，要適當(dāng)?shù)馁徺I備件;要注意定期檢查防雷設(shè)施，防止雷擊造成PLC損壞。

4 結(jié)束語

事實證明，PLC的功能很好地滿足了近90%的工業(yè)控制需要。PLC硬件和軟件的形態(tài)，隨著微電子技術(shù)和IT的發(fā)展而不斷改進，利用PLC來實現(xiàn)保護和故障診斷系統(tǒng)，可減少故障率，提高可靠性。在應(yīng)用上方便靈活，價格便宜，運行可靠，有利于保護和故障診斷、實施及維護。
在實際工作中，選擇PLC時還要依據(jù)實際情況做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以便設(shè)計出滿足期望的控制系統(tǒng)。