浅谈自来水厂PLC的选择与维护

1 引言

　　随着plc的推广普及，plc产品的种类和数量越来越多，而且功能也日趋完善。在自来水厂中应用越来越广泛，不但能够提高水厂自动化水平，加快生产速度，降低生产成本，而且还可以提高供水质量。但是，plc品种繁多，其结构型式、性能、容量、指令系统、编程方法、价格等各不相同，适用场合也各有侧重，对其技术性能、使用环境条件了解不清，或对plc系统要求掌握不够，就会大材小用，造成不必要的浪费或事故频发，影响生产。

2 自来水厂plc的选择

　　2.1 提倡选择模快式plc

　　按结构形式plc可分为整体式和模块式。整体式plc将电源、cpu、i/o部件都集中装在一个机箱内。模块式plc结构是将plc各部分分成若干个单独的模块，如cpu模快、i/o模快等。考虑到自来水厂改建（特别是节能、更换旧设备方面）、扩建和plc故障率95%都是发生在i/o部件损坏;同时模块式plc的配置灵活，装配和维修方便，水厂设备、工艺的改变只要将相应的i/o模快更换或扩展再经编程就可方便实现自动化。因此，从长远来看，提倡选择模块式plc。

　　2.2 统一选择机型

　　在选择plc时，要注意售后服务是否有保障，同时兼顾水厂日后维修上的便利、备用件的库存和软件编程方面。而常见的制取自来水的步骤主要分为：混凝、沉淀、过滤、消毒和储存。在功能满足要求的前提下，选择的机型最好都选择同一间公司的产品。

　　2.3 根据输入和输出选择

　　自来水厂中的主要设备有：反应池、澄清池、滤池、清水池、加氯机、氯吸收装置、空气压缩机、鼓风机、加药设备、阀门、泵、混合设备、计量设备。根据控制系统的要求和采用的控制方法，对于每一个被控对象，所用的i/o点数不会轻易发生变化，根据需要的i/o点数选用i/o模块可与主机灵活地组合使用，但是考虑到以后工艺和设备的改动，或i/o点的损坏、故障等，一般应保留1/8的裕量。

　　除了i/o点的数量，还要注意输入和输出信号的性质、参数和特性要求等。如水厂中阀门是模拟量还是开关量控制;ph计、流量计、浊度计、余氯计、液位计等水质监控仪表信号源是电压输出型还是电流输出型，是有源输出还是无源输出，及其继电器输出是npn输出型还是pnp输出型。另外，还要注意输出端点的负载特点（负载电压、电流的类型），数量等级以及对响应速度的要求等。

　　据此，来选择和配置适合输入输出信号特点和要求的i/o模块。

    2.4 根据存储器容量选择

　　通常，plc的存储器容量以字为单位，如64k字等，应用程序所需存储器容量可以预先进行估算。选择和计算的第一种方法是：根据编程使用的节点数精确计算存储器的实际使用容量。第二种为估算法，用户可根据控制规模和应用目的，按照附表的公式来估算。

使用时可以根据程序及数据的存储需要来选用合适的机型，必要时也可专门进行存储器的扩充设计。为了使用方便同时考虑到水厂工艺、设备的改动和编程时的需要，一般应该留有２５％～３０％的裕量。

　　2.5 根据通信要求选择

　　目前，plc采用了各种工业标准，如iec61131、ieee802.3以太网、tcp/ip、udp/ip等，各种事实上的工业标准，如windows nt、opc等，融合了it技术，可与智能mcc马达控制中心、其它运行控制系统、电控设备、变频器和软起动器等连成系统。

　　而当前自来水厂自动化应用的最多的是工业电脑和plc组成控制系统，系统中一般plc分为取水泵站、投加站、滤池站和送水泵站，站与站之间要传递监控的参数，如余氯、流量、浊度等，并且由中控室的电脑集中控制，通讯的基本要求是实时、稳定可靠、经济。水厂要根据自身的设备、投入的资金、响应速度、以后的发展，选择易于扩展、连接、发展成熟的现场总线、网络，如以太网、profibus、modbus、fipio、asi等，从而有侧重地选定plc通讯模块。

3 维护时要注意的问题

　　（1）plc安装的地点应避免太阳光直接照射，保证有足够的散热空间和通风条件，避免安装在干扰严重、高温、高湿度有粉尘、不清洁以及有腐蚀气体的环境中。另外，plc要安装在有振源的地方时应采取减振措施。

　　（2）不要为了节约投资而将输入、输出线同用一根电缆，同时动力电缆和控制电缆要分开铺设，避免干扰  

    （3）安装完毕，要检查清楚，把细短线、铜屑、铁屑、螺丝清理干净，方可通电。投入使用后，定期检查安装是否牢固和端子、模块的连接接线是否可靠，定期清扫灰尘，确保安全。

　　（4）为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰，应给plc接上专用地线，接地点应与动力设备（如电机）的接地点分开，平常要注意检查plc的接地是否良好。

　　（5）控制plc的工作环境（0~50℃为宜），必要时要采用强迫风冷冷却方式，可以有效地提高它的工作效率和寿命。

　　（6）plc外部的输出元件，如电磁阀、接触器等的故障率远远高于plc本身的故障率，若连接输出元件的负载短路，将会烧毁plc的印制电路板。因此，应选用适当容量的熔丝保护输出元件，切忌盲目更换。另外，采用继电器输出时，承受的电感性负载大小影响到继电器的工作寿命，采用的继电器工作寿命要求长。

　　（7）某些易损坏的部件，如i/o模块，要适当的购买备件;要注意定期检查防雷设施，防止雷击造成plc损坏。

4 结束语

　　事实证明，plc的功能很好地满足了近90%的工业控制需要。plc硬件和软件的形态，随着微电子技术和it的发展而不断改进，利用plc来实现保护和故障诊断系统，可减少故障率，提高可靠性。在应用上方便灵活，价格便宜，运行可靠，有利于保护和故障诊断、实施及维护。

　　在实际工作中，选择plc时还要依据实际情况做出适当的调整，以便设计出满足期望的控制系统。