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摘要：我国水资源面临着严重的短缺问题，为了提升水资源的利用率，满足人们的正常用水，不仅需要做到节约用水，而且还应该实现水资源的合理利用，使水资源能够循环利用。而净水厂则是水资源循环利用的主要场所，对此，需要在过滤水资源的过程中对自动化控制技术进行有效应用，从而减少劳动力，提升净水厂的生产效率，保障用水安全。
关键词：水厂滤池；自动化控制；PLC
一、PLC概述
在上世纪90年代，我国自来水行业便已向着自动化方向进行转变，并取得了显著成绩。随着我国科学技术的不断研究，相关的自动化技术和自动化电子设备发展水平也在不断提升。在净水厂生产过程中，为了能够更好的满足社会发展要求，为人们提供具有更好品质的用水，将自动化技术在滤池、送水以及水质监测等方面进行了有效应用，这极大的促进了我国自来水行业的自动化发展。而在水厂的自动化控制过程当中，人们将计算机和控制器等在其中进行运用，这对自来水行业的自动化目标实现起到了重要的推动作用。现如今，我国自来水行业自动化控制系统中比较常见的类型包括三种，分别是控制器和计算机相结合的控制系统、集散控制系统以及现场总线控制系统。在这些系统中，第一种的应用比较常见，而且在运行时具有操作方便和稳定性高等优势，可以有效满足净水厂的自动化生产要求。
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图1：水厂滤池自动化控制示意图
二、水厂自控系统功能
（一）水质优化
在水厂运行时，为了使水资源质量得到有效保证，使人们能够享受更加安全的用水，需要合理利用自动化控制系统，这样可以使水厂的经济成本有所下降。一旦水厂中水资源十分浑浊，那么为了保证水的清澈度，需要应用自动化控制系统有效沉淀水中杂质，这样可以充分保证水的品质，使水资源利用价值得到提高。
（二）能耗优化
在水厂运行中会产生极高的能耗，因此，水厂运行过程需要对自动化控制系统进行合理应用，从而使能源消耗得到节约，更好的保护生态环境。在水厂运行时，根据不同时段用水量需求的不同，通过调节水泵机组的频率和运行机组数量，从而保持水厂稳定运行，降低能源消耗。
（三）水厂运行优化
当水厂正常运行时，通过运用自动化控制系统可以有效调节水厂各环节的运行，具体包括滤池药物投放量和冲洗时间等，从而优化水厂的运行过程。
三、PLC在水厂滤池自动控制中的应用
（一）PLC在水厂监控系统中的应用
在水厂的监控系统当中，相关工作人员可以通过上位机对现场的各种变化情况进行监控，并对相关设备的运行数据及时获取，以此来实现水厂滤池的自动化控制。通过应用组态软件的实时监控功能，可以建立水厂各工艺环节的操作界面，并对关键设备的异常状况进行实时报警，同时采集实时数据形成曲线、报表等，从而有效将工业计算机转变成为更为直观易操作的人机界面。控制系统可以通过工业以太网从下位机PLC当中采集相关数据，进而实时反馈现场设备的运行状态。而且，通过对PLC的运用可以向中央数据库有效传输设备运行状态参数、仪表数据及水质参数等相关工艺参数，并对其进行有效处理，为调度决策的制定提供依据。系统可以将相关动态监控命令和数据向控制设备中进行下达，从而优化调度，使水资源得到合理的调配和利用。
（二）PLC在水厂远程操作中的应用
远程操作主要是通过现场PLC控制柜上的触摸屏对设备进行控制，包括水泵机组的启停、变频机组的频率调节，同时可以进行诸如高低液位报警限值等参数的设定。在水厂的工艺流程中，设备的运行方式一般分为远程、自动以及柜体手动这三种模式，可以通过在触摸屏上设置切换按钮，对这三种操作模式进行切换，同时还可以对反冲洗周期、冲洗时间、过滤时间等进行远程修改。通过远程操作还可以对阀门进行开关操作或开度调节，实现对滤池各工艺环节的远程控制。
（三）PLC在水厂滤池自动运行中的运用
在水厂的滤池工艺流程中，可以通过PLC程序实现滤池的全自动化运行，从而确保过滤水质和出水量满足整体需求。在具体过滤过程中，根据水厂的实际运行情况和调度的要求，需要实时监控每个滤格的过滤液位，确保其在某一位置保持过滤。工作人员可以根据液位计的采样信号进行设定值和反馈值的对比，从而对其是否超出预定范围进行判断，当超出预定范围时，程序将会判断液位的升降情况，通过调节清水阀的位置来实现水位的恒定。如果液位低于下限却仍在下降，程序将降低清水阀的开度使水位回升。如果液位已经高出设定上限却仍在上升，则需要增加清水阀的开度。而在滤池的反冲洗过程中，程序将根据每个滤格的反冲洗周期，自动停止过滤进入冲洗阶段。反冲洗一般分为气洗、放气、水洗、排水、等待过滤等步骤，程序在每一步将会控制相应的阀门开启或关闭，从而实现滤池的全自动化运行。
结束语：
综上所述，随着我国科学技术水平的不断提升，水厂自动化控制系统也在进一步完善当中。现如今，在水厂运行过程中比较常见的自动化控制系统主要为控制器和计算机结合的控制系统，即PLC自动化控制系统，其不仅可以优化水厂运行环节，而且还能够使能源消耗有所降低，进一步提升了水资源品质，对于缓解我国水资源短缺问题具有着十分重要的作用。
参考文献：
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