《基于PLC的水厂滤池自动反冲洗控制系统设计》文献综述
一、前言
水厂滤池要定期进行反洗，滤池运行时随着滤出悬浮物在滤层间的堆积，滤层水流阻力逐渐增大、此时虽然水浊度不会发生大的改变，但是如不及时进行反洗，则由于泥渣的过多积聚，会造成滤层结构的变化，滤料间孔道横截面和形状的改变，滤料被压实等。同时，由于水流阻力的增大，也会是滤层发生破裂，造成过滤水短路，出水质量变差[2][7]。
本课题旨在通过阅读国内外文献采用PLC作为控制器，通过控制清水阀的开度来实现滤池恒压供水，当过滤水头损失达到设定值上限，或者过滤时间达到设定值，或者清水阀已达到全开且滤格液位保持高液位，再或者PLC发出冲洗请求等条件满足时，将自动进行反冲洗。
二、相关文献研究
- 水厂滤池工艺现状
在各中小型水厂水质生产过程中,滤池生产的有效控制是保证水厂出厂“水水质优劣及生产效率高低的关键因素。在传统的滤池生产中,一般依靠人工操作进行生产滤池正常的过滤时间以及滤池反冲洗各环节的时间和强弱都要依靠现场操作人员的经验进行调节。由于受到人员素质及经验、环境温度、源水水质变化等各种复杂因素的影响，很难使出厂水水质长期稳定。因此水厂滤池的自动化控制对于出厂水质优劣尤为重要[9]。
当前可编程序控制器PLC是专为工业环境下应用设计而设计的工业控制计算机,已经成为自动控制系统中最为广泛的控制设备,它不仅实现复杂的逻辑控制，还能完成各种顺序控制或定时控制的闭环控制功能,并且抗干扰能力强、可靠性高、稳定性好、能在恶劣环境下长时间、不间断的运行，且编程简单,维护方便,并配有各类通讯接口与模块处理，方便扩容。
以茂名市第二自来水厂为例，该厂的日产量为,提供茂名市区70%以上的日常用水。为缓解该市的供水紧张状况，市政府加大投资力度，对该水厂进行扩建。该水厂设备自动化程度较高，整个自控系统采用(PC PLC)的组成形式。滤池控制在水厂自动化中属于较难设计的环节，主要表现在反冲洗过程中开、关阀顺序和开、关阀条件的复杂上[13]。
- 自动反冲控制原理
当滤池正常生产一段时间（24h)之后，就需要对滤池进行反冲洗,以去除滤料层的杂质。反冲洗分气洗、气水混合洗、水洗三个阶段,过程如下:首先关闭进水阀,全开滤后水阀，将滤池水排空，当滤池水位降为0.8m的时候,关闭滤后水阀，打开排污阀,打开气洗阀，启动鼓风机进行气洗。维持6m in关闭鼓风机，关闭气洗阀，打开水洗阀，对滤池进行水洗。维持6m in关闭水洗阀，并维持系统静止6min关闭排污阀，打开进水阀。当滤池水位达到1.8m时,打开滤后水阀，并根据滤池水位利用PD算法调节滤后水阀开启度,滤池反冲洗正式结束,滤池正常过滤开始。当然，上述时间参数可以根据工艺调节并人为设定[2]。
- PLC在滤池反冲洗控制系统中的应用
通过对液体混合系统的分析,进而设计出整个控制系统中各运行设备的运行时序，再应用PLC编程软件设计出程序.通过PLC控制，各运行设备能够按预先设计的时序运行。该系统运行可靠、可维护性好、具有一定的灵活性,并能够实现对整个控制系统的管理和自动监控,自动化程度高以。如果采用常规的仪表和继电器控制,不仅系统繁琐,调试困难,故障概率大，而且对以后的维护也带来困难。用PIC控制除了能解决以上问题以外，还具有以下特点:
(1)控制条理清楚,接线简单明了。
(2)用软件代替传统的继电控制减少了设计上的困难,减少了系统的故障。
(3)模块化程序设计，便于调试并且方便功能的改进。
- 编程图形化使之一目了然[7]。
- 总结
滤池控制在水厂自动化中属于较难设计的环节,主要表现在反冲洗过程中开、关阀顺序和开、关阀条件的复杂上。这相应地导致了PLC程序的复杂,实践证明PLC的稳定可靠大大节约了人力物力资源，而且能更好的控制出水水质，创造了良好的生产和经济效益。
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