PLC与压力变送器在滤池改造的应用
摘 要
本文主要介绍PLC和压力变送器在滤池改造中的应用，其中包括系统的工作原理的介绍和对系统软硬件设计的介绍以及对系统调试及操作方法的介绍，并给出了系统运行中的正常工作参数及电路图，对滤池进行技术改造，实现了恒水位过滤的目的，提高系统的可靠性和自动化程度。
关键词：PLC、压力变送器、恒水位、滤池改造
作为佛山市顺德区水务局的下属单位，沙湾水厂承担着布吉等地区近100万平方米、100万人口的供水重任，城市供水是人民生活和生产建设不可缺少的物质条件，也是城市国民经济发展的重要基础之一。沙湾水厂筹建于1990年11月，安装设备和技术都比较落后，滤池的出水阀门用电动阀来控制，阀门开度的大小完全凭操作人员的工作经验进行调节，经常会出现滤池滤速过快见到底或者滤池滤速过慢造成水位过高而溢流，造成不必要的水资源浪费。滤池出水阀门需要比较频繁调节，经常会出现阀门失灵、过位以及损坏等现象，加上设备陈旧故障率会更高，从而增加了维修工作量及维修费用，费时费力。综上所述，为了节约能源和人力、物力需要对滤池系统进行技术改造，我利用在技师学院培训中心学习的知识，利用PLC和压力变送器等设备实现了沙湾水厂滤池的恒水位过滤，提高了自动化程度，有效的降低了维修费用，减轻了操作人员的劳动强度。
1、进出水阀门的开度大小
进水阀门开度比出水阀门开度要大，滤池会出现溢流；出水阀门开度比进水阀门开度大，滤池则出现滤干。
2、水泵流量的大小
水泵的流量不是恒定不变的，受多方面因数的影响（如电压、转速）加上根据用户用水量需求的变化，需要多开或少开一台水泵，因此即使操作人员将进出水阀门调节平衡，但因流量的变化也会出现滤干或溢流。
3、滤池的滤料所含的杂质
比如操作人员将进出水阀门调节平衡，水泵的流量也基本保持不变，但由于水中的杂质附在滤料中形成堵塞而出现溢流。
根据上述的原因解决方法是可使滤池恒水位过滤。如采用调节进水阀开度使滤池恒水位过滤这种方法，就是出水阀门开度不变，进水阀根据滤池水位高低控制阀门的开度，滤池水位高进水阀门开度减小，水位低时阀门开大，可以实现恒水位过滤。但当滤池滤料所含杂质过多时，滤池滤速过慢水位升高到一定水位时进水阀全关，沉淀池就有溢流的可能。如果采用进水阀和出水阀同时调节控制使滤池恒水位过滤，经过分析这种方法效果很好，由于考虑系统控制工艺要求不需要很高的要求，觉得没有必要用，因为一方面增加了系统的投资费用，另一方面控制系统的结构要复杂的多。因此，经过大家的多次考虑觉得根据滤池水位高低调节出水阀门的开度大小使滤池恒水位过滤是比较理想的方法。
1、设计方案选择
经过现场的多次观察和分析对出现滤干或溢流的问题，可用根据滤池水位高低自动调节出水阀的开度解决这个问题，有两种控制方案。
方案一：用单片机与压力变送器及转换模块对滤池进行恒水位的控制方法。单片机具有控制功能强、功耗小、编程灵活的特点；采用8051单片机为主，辅以LM324线性运放集成电路、ADC
方案二：用可编程逻辑控制器与压力变送器及转换模块对滤池进行恒水位的控制方法。可编程是工业自动控制的首先产品，具有极高的可靠性，抗干扰能力强能经受恶劣的环境考验；采用FX1N-40MR型可编程为主，以FX2N-4AD、FX2N-2DA、压力变送器及24V的直流电源为辅，使滤池恒水位过滤。
2、方案分析比较
采用单片机控制，单片机虽然具有控制功能强，成本低、体积小、功耗小等优点，但控制柜安装在滤池现场，工作环境比较恶劣，电磁干扰较大。由于单片
机抗干扰能力低，虽然可以采取系统的抗干扰技术，但工作环境恶劣仍怕系统运
行不稳定，再加上单片机输出工作电压较低需要外加驱动器控制执行元件从而增
加了接触点的故障率；采用PLC控制，PLC价格比单片机要贵，适用于恶劣的工作环境、抗干扰能力强，编程方便可现场修改参数和直接控制执行元件等多方面优点。经过大家多次讨论和对各方案因数的综合分析觉得虽然采用PLC的控制方案投资价格要比单片机控制方案投资贵的多，但考虑到系统长期运行的稳定性和今后的扩展性，决定采用可编程逻辑控制器（PLC）控制方案。
1、本次改造是针对沙湾水厂滤池控制系统而设计的，内容包括如下四点：
（1）滤池的各阀门电气控制回路。
（2）滤池及公共设备的PLC控制，每格滤池采用一个FX1N-40MR进行控制。
（3）滤池压力变送器、高低水位计及显示仪表的设计。
（4）滤池就地控制柜的设计。
2、本次改造要达到的目标为：
（1）要有自动、停止、手动转换功能。
（2）滤池处在自动控制方式下时，可自动调节出水阀门开度以实现恒水位过滤。
（3）当滤池处在手动控制方式下时，操作员可在就地操作柜手动调节出水阀门的开度实现过滤，可控制各设备开关的。
