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基于PLC的海水过滤器反冲洗自动控制系统

发表时间：2021/5/20 来源：《基层建设》2020年第35期作者：邢明峰

[导读] 摘要：在船舶机械设备中，海水过滤器是非常重要的设备之一。海水过滤器通过对海水的过滤，能够将海水中的杂质以及盐分进行去除，从而降低海水对其它机械设备的腐蚀作用。

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        摘要：在船舶机械设备中，海水过滤器是非常重要的设备之一。海水过滤器通过对海水的过滤，能够将海水中的杂质以及盐分进行去除，从而降低海水对其它机械设备的腐蚀作用。但是还是过滤器长时间的运行中，也会沉积一些杂质和沉渣，影响其运行效用，反冲洗系统的使用，能够将沉积物和沉渣进行去除，延长海水过滤器的使用寿命。基于此，文章对PLC在海水过滤器反冲洗自动控制系统中的应用展开分析和探讨，旨在进一步提升反冲洗自动化控制工作能效。
        关键词：海水过滤；PLC；反冲洗；自动控制
        PLC 技术是一项比较崭新的研究成果，它不仅兼备了信息技术和计算机技术，并且由于这两项技术的共同推进，使得PLC 技术得到了十分普遍的运用。尤其是在电气自动控制方面，PLC 技术的应用，对于其控制电器开关的有序、高效，以及避免开关混乱等等问题，都体现了PLC 的优越性。将PLC自动控制系统应用于海水过滤装置中，能够使海水过滤器在既定的逻辑算法下，自动启动、停止反冲洗过程，降低了船员的工作强度，提升了海水过滤循环系统的应用效能。
        1PLC在海水过滤器反冲洗自动控制系统中应用的重要性和价值
        1.1PLC 控制系统设计
        对于PLC 控制系统的设计，在具体的工作当中，一定要对于三个基本点进行严格的把控。首先是对于成本的控制，因为成本会直接影响到一个企业的经济效益，所以在成本的控制方面一定要有所严格。这样才可以提高企业的经济效益，并且为系统后续的一系列建设留足经费空间。其次，对于系统建设的安全和可靠一定要以最高的要求，因为对于系统的安全运行是一切问题当中的基础，设计人员一定要对其细致再细致。最后，是对于实效的控制，也就是对产品质量进行控制，要达到一定的要求。
        1.2 运用优点
        PLC 的控制工作是整个技术当中的核心问题，它的过程应该包括扫描、诊断、处理。具体可解释为：当系统得到电源之后，那么控制系统就会进行诊断，然后对所有的数据细致的处理。在分析到结果之后，会进行自动扫描，将其传到另一个模块当中，并且最终将数据传导给执行器。如果在这个过程当中出现了什么问题，那么系统就会将出现问题的数据返回给CPU 模块，并且由其再次进行处理。因此PLC 控制系统在应用的时候有着相当多的优点，比如其可靠性高，自我检测相当的严格；其系统的配置极其完善，不仅是软件，就连硬件都比较成熟，能够充分地发挥控制功能；其本身对于感染也有较强的抗性，不会容易的受到外界的干扰。
        2 PLC运用在海水过滤器反冲洗自动控制系统中的作用
        2.1 维持系统高效运行
        基于PLC的海水过滤器反冲洗自动控制系统在生产领域中的投入使用，大幅度提高了生产效率。但如果系统可靠性不足，故障率高，会导致船舶水系统生产秩序受到影响，最终影响生产效率。很明显，提升PLC控制系统的可靠性，核心目的是让系统长期保持最佳的运行状态，降低故障发生的可能，进而满足船舶用水需求。
        2.2 保证生产安全
        随着电气自动化技术不断提升，各领域对自动化系统的依赖性越来越强，尤其是很多生产领域的电气化系统的规模很大，结构很复杂。这就意味着电气自动化系统的安全管理面临着诸多挑战，无论是设备运行安全，还是用电安全，都与工作人员生命安全和企业固定财产安全息息相关。提高海水过滤器反冲洗自动控制系统运行的可靠性，有助于让系统按照船舶设计标准稳定运行，尤其是设备中的安全管理模块能够保持有效状态，进而保证生产安全。
        2.3 有助于提高船舶企业效益
        在市场竞争越来越激烈的大环境下，船舶运行过程中除了确保机械设备和控制系统运行的可靠性，在合理范围内降低成本也是重中之重。

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如果船舶海水过滤器反冲洗自动控制系统不够可靠，不仅会导致船舶所有者在维修保养方面花费更多成本，过程中产生的停工损失也将十分巨大。所以，做好海水过滤器反冲洗自动控制系统的管理维护，提高其可靠性，有助于帮助企业控制成本，提高经济效益。
        3PLC设备运用策略
        3.1确定控制逻辑
        基于PLC的船舶海水过滤器实际使用时，首先需要对其自动控制逻辑实施设定，在设定过程中需要结合海水过滤器的工作周期、压差阀值、过滤效能等因素。从工作周期来看，可以在编辑程序时，将反冲洗工序纳入到一个工作周期中，可以是在停止进液后，自动执行反冲洗工作；从压差阀值来看，是在浊液腔和清液腔的压差达到预设值水平后，自动执行反冲洗工作；从过滤效能来看，是在过滤器出液速度下降到预设值后，自动执行反冲洗工作。
        比如，当船舶运行过程中，海水用于船舱压载系统时，就可以在注水过程完成之后，自动控制启动反冲洗装置，这样能够让海水过滤器始终处于最佳的运行状态下。如果要考虑自动控制系统的运行成本，也能够将其运行逻辑设定为定时启动，海水过滤器运行固定时间后，就会自动开启反冲洗过程，有效降低系统的运行成本。
        3.2展开软件设计
        软件设计是PLC可编程系统的必要过程，也是保障系统运行成效的关键要素。在对PLC软件进行设计时，需要按照逻辑控制理念，按照船舶海水过滤器的运行逻辑以及工作流程进行设计。在软件设计过程中，可以借助计时器，比较累积数值与预设阀值，在低于时继续保持休眠状态，在高于或等于时，将信号传输给下位机，驱动反冲洗装置。
        3.3 实现顺序控制与变频控制
        首先，PLC 技术在顺序控制当中的应用可以对其整个工作的稳定性提供很大的帮助，并且对于资源的投入也能大大的减小，最终可以提高整体的工作效率。顺序控制指的是对于海水过滤器的具体设定进行编程，从而输入信号，对早已设计好的顺序进行不断的重复，使得每一个执行机构都可以进行有序的操作。而当PLC 技术应用在其中的时候，在对海水过滤器的沉积物和残渣进行清除时，其中的反冲洗自动化系统就可以按照已经设计好的配置，对于工作人员进行合理的调配，这样可以有效地减少其人员的数量。并且当PLC 技术运用在顺序控制当中的时候，可以免除工作人员不断的值班，对于用人单位的压力能有效的缓解，可以进一步减少企业在这一方面的开支，从而获得更多的经济利益。
        其次，随着PLC 技术的不断发展，其应用的广泛性也有很大的提高。而如今技术的发展使得应用范围扩大了很多倍，PLC 技术又有很强的控制能力，对于开关量的控制有相当高的优越性。这是由于它在应用的时候，可以对定义下的虚拟继电器进行使用，降低成本，提高工作的效率。
        最后，变频调速控制。海水过滤器反冲洗过程中，通过PLC的变频调速控制，能够对冲洗速度进行变频控制，提升冲洗效率。
        4总结
        综上所述，PLC 技术仍然有相当广阔的发展前景，在发展的过程当中，不仅技术越来越先进，而且应用的范围也会越来越广阔。船舶海水过滤器在长时间的使用过程中，很难避免沉积一些杂质以及沉渣，这些杂质和沉渣会影响过滤器能效的充分发挥。而PLC自动控制系统的应用能够实现海水过滤器的自动反冲洗，将沉渣出去，恢复海水过滤器的能效，避免频繁更换，降低船舶运行成本。
        有效避免杂质沉积问题，延长海水过滤器的使用寿命。
        参考文献：
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        [2]梁天,张翼成,罗剑峰,尚旭旭,王祥.基于PLC的海水过滤器反冲洗自动控制系统[J].中国水能及电气化,2013(04):31-34.
        [3]韩伟,支凤春,唐明.球形自动反冲洗管道过滤器在核电站海水冷却系统中的应用[J].中国核电,2011,4(03):264-267.