摘要　安亭水廠的濾池氣水反衝洗裝置處於手動狀態時，存在著不能精確定時反衝，涉及的設備繁多、控製繁複等一係列的問題
，對生產造成不利的影響。本項目將 PLC 技術應用於反衝洗控製，通過對硬件係統的優化控製，實現了自動的反衝洗控製。在很大程度上起到了節水節能、提高係統反衝洗的質量、減輕工人的勞動強度的目的。

　　關鍵詞 氣水聯合反衝洗控製  PLC  集散控製     

　　一
、引言

　　自(zi)來(lai)水(shui)的(de)過(guo)濾(lv)是(shi)關(guan)係(xi)到(dao)水(shui)質(zhi)是(shi)否(fou)合(he)格(ge)的(de)關(guan)鍵(jian)步(bu)驟(zhou)，濾(lv)池(chi)的(de)反(fan)衝(chong)洗(xi)時(shi)間(jian)和(he)效(xiao)果(guo)則(ze)直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)自(zi)來(lai)水(shui)的(de)過(guo)濾(lv)質(zhi)量(liang)，所(suo)以(yi)按(an)要(yao)求(qiu)定(ding)時(shi)控(kong)製(zhi)反(fan)衝(chong)洗(xi)操(cao)作(zuo)是(shi)控(kong)製(zhi)水(shui)質(zhi)質(zhi)量(liang)的(de)核(he)心(xin)。

　　反衝洗設備處於手動狀態時，清水閥閥位和水位不能精確配合

，在整個反衝過程中控製設備多，操作複雜

，液位
、時間無法精確控製
，出現衝走濾料等問題，影響反衝洗效果；在反衝洗過程反衝泵、鼓風機始終處於滿負荷運轉，造成大量電能損失

；而且每個濾池都需單獨操作，操作工人勞動強度很大。這些都對生產造成不利的影響。

　　   yinciduifanchongxizhuangzhidejinxingzidonghuasheji
，bujinkejianqingcaozuogongrendelaodongqiangdu，gengzhongyaodeshinengtigaoxitongfanchongxidezhiliang，shishebeidadaozuijiadeyunxingxiaoguo。

　　二、工藝流程

　　水廠中的水經緩衝
、藥劑的製備與投加
、混凝
、平流沉澱等步驟後進入濾池，經過沉澱後注入清水池。濾池內濾料經過一段時間後，會沉積一些雜質
、汙垢，長期累計會影響進入清水池的水質，並影響沉澱速度。這時就需要定期進行反衝洗。

　　安亭水廠的反衝洗工藝主要采用氣水聯合反衝技術。在不同的步驟中通過開關鼓風機、反衝泵台數來達到氣
、水反衝的不同搭配進行衝洗，以達到清洗顆粒介質（石英砂）的目的。

　　在實際生產中
，手動控製反衝洗操作步驟如下：
　　（1） 、  開降水閥（停止進水） 。 
　　（2） 
、  當液位是否小於衝洗水位時關清水閥。
　　（3） 、  清水閥關足後開排水閥。
　　（4） 
、  排水閥開足後開氣衝閥。
　　（5） 、  氣衝閥開足後開兩台鼓風機（參考鼓風機開機流程） 。
　　（6） 、  兩台鼓風機全開後，對氣衝計時。
　　（7） 、  氣衝計時完成後，關一台鼓風機（參考鼓風機關機流程） 。 
　　（8） 、  關鼓風機一台完成後，開一台反衝泵。
　　（9） 、  開反衝泵一台完成後

，開水衝閥。
　　（10） 、  開水衝閥完成後，做氣水聯合衝洗計時。
　　（11） 
、  氣水聯合衝洗計時完成後，關閉氣衝閥。
　　（12） 、  關氣衝閥的同時，打開剩餘一台鼓風機的旁通閥
，關閉剩餘的鼓風機。
　　（13） 、  關鼓風機第二台完成後
，開第二台反衝泵。
　　（14） 、  開反衝泵第二台完成後，做水衝計時。
　　（15） 
、  水衝計時完成後，關水衝閥。 
　　（16） 、  關水衝閥完成後，關二台反衝泵。
　　（17） 、  關排水閥並打開放氣閥，同時打開進水閥。 
　　（18） 、  然後就開始靜池計時，控製水位不要讓濾料被衝走。
　　（19、 ）  在濾料接近靜止時，關放氣閥，當液位大於過濾水位就開清水閥，這樣衝洗就完成了。

　　1
、氣水聯合反衝洗工藝流程：  所有設備的啟動和停止由操作人員在上位機發送指令或按周期自動判斷，由 PLC 自行完成操作。具體流程見 圖 1：

　　2
、開鼓風機流程

　　（1） 、  開旁通閥同時關出風閥。  

　　 （2） 
、  在旁通閥全開，出風閥全關信號到來後，開鼓風機。 

　　（3） 、  等鼓風機開信號到來後，開出風閥；等出風閥全開信號到來後
，關旁通閥。旁通閥全關後。開鼓風機流程完成。 

　　關鼓風機流程

　　（1） 
、  開旁通閥，等旁通閥全開信號到來後，關出風閥。
　　（2） 、  等出風閥全關信號到來後，停鼓風機。關鼓風機流程完成。

　　3
、濾池循環衝洗工藝流程
，由 SLC 500 控製
，具體流程見  圖 2：

　　三、係統組成

　　氣水聯合反衝洗工藝主要具有以下特點： （1）各濾池控製相對獨立，單體設備多。 （2）采集狀態信號繁雜。 （3）自來水生產具有連續性
、不可替代性和不間斷性的特性。 （4）各濾池的設備分散。

　　氣水聯合反衝洗自動控製係統的信號主要有：上位機、操作台和觸摸屏的控製輸入及閥位開/關反饋信號；PLC係統的控製負載主要包括清水閥開度控製
、閥門開/關信號
、鼓風機反衝泵等的電機啟/停信號。共有開關量輸入（DI）130 個輸入點，開關量輸出（DO）70 個輸出點，模擬量輸入（AI）18個輸入點。模擬量輸出（AO）6 個輸出點。其餘信號可取內存信號。

　　根據反衝洗生產工藝特點
， 在確定控製範圍、 輸入
、 輸出點數後， 對係統進行以下配置選型： 采用工業控製計算機為上位機
； 用工控軟件 INTOUCH7.1

　　編製監控軟件；選用 AB 的小型 PLC  SLC5/05 為控製器的主站，並對反衝泵及鼓風機進行控製
；GP2500觸摸屏作為現場顯示控製單元；選用 AB 的微型 PLC Micro logix 1200作為各濾池的基本控製級，對各濾池的生產設備進行分散控製
，模塊采用輸入模塊 1762-IF4、模擬量輸出模塊 1762-IF2OF2；通過 1761 NET-AIC  連通 DH-485 及 ETHERNET  ，組成網絡，設置上位機及現場的人機界麵
，對生產管理和數據進行統計處理。

　　本係統全部設備的控製都由 PLC 來完成
， 程序利用 RSLogix 500 編程軟件編製。 可方便的利用 ETHERNET 網絡或 DH-485 網絡傳送至各 PLC 的CPU單(dan)元(yuan)。在(zai)各(ge)工(gong)藝(yi)段(duan)及(ji)單(dan)體(ti)設(she)備(bei)的(de)控(kong)製(zhi)程(cheng)序(xu)亦(yi)相(xiang)對(dui)獨(du)立(li)
，部(bu)分(fen)相(xiang)同(tong)的(de)工(gong)藝(yi)采(cai)用(yong)子(zi)程(cheng)序(xu)調(tiao)用(yong)模(mo)式(shi)。對(dui)於(yu)部(bu)分(fen)要(yao)求(qiu)較(jiao)高(gao)精(jing)度(du)的(de)工(gong)藝(yi)參(can)數(shu)的(de)控(kong)製(zhi)
，則(ze)利(li)用(yong) PLC 進行閉環控製，在現場使用中完全能滿足生產要求。因此程序結構比較簡單
，調試和維修方便。

　　 控製係統結構圖如圖 2所示。

　　四、係統軟件的設計

　　係統軟件主要包括：工控組態軟件 INTOUCH
、RSLINX
、RSLOGIX 500 編程軟件、觸摸屏編程軟件。

　　工控組態軟件采用 INTOUCH7.1組態軟件，應用 WindowMaker人機界麵組態工具，由 WindowView圖形界麵運行係統運行組態程序，通過 I/O server實現 SLC5/05 的通信。

　　RSLOGIX 500 編程軟件支持 SLC500、Micro logix 係列處理器。應用梯形圖編程控製鼓風機、反衝泵的開關狀態，控製各基本控製級 PLC
，


，控製各池閥門開關狀態及水位
，並完成定時反衝洗。

　　觸摸屏軟件編製實時顯示、控製現場工藝流程圖。

　　五
、係統的簡介

　　結合工藝的實際狀況及係統的硬件配置

，將該係統分為 3 個控製級
，即遠程控製級（工控機） 、現場控製級和基本控製級。

　　第一級為遠程控製級
，由 1 台工業控製計算機組成，位於中控室，使用 INTOUCH 作為操作平台。主要功能為顯示各設備狀態
、參數及工藝流程，值班室人員實時監控現場過濾流程和反衝洗流程的工作狀態，程序設定定時進行反衝洗
，記錄反衝洗流量和時間。

　　第二級為現場控製級， 由 AB 公司小型 PLC SLC5/05 PLC  、 AB 公司微型 PLC    Micro logix 1200 series C
、 輸入模塊 1762-IF4

、 輸出模塊 1762-IF2OF2

、和 GP 2500觸摸屏組成
，將 SLC5/05 PLC 作為主站通過 ETHERNET 網絡把各濾池的分站 PLC連接起來
，協調係統的統一操作，控製各分站的運行，完成自動定時反衝洗的控製流程。通過 GP 2500觸摸屏形成人機界麵
，完成人機交互
，現場顯示工藝流程和各閥門的工作狀態。

　　第三級為基本控製級，由閥位控製器
、中間繼電器及按鈕等組成。具有手動/自動兩種控製方式：在手動狀態通過現場操作台按鈕實現對閥門、電機的操作；在自動狀態通過輸出模塊完成對閥門
、電機的控製。輸入模塊主要采集各閥門狀態反饋信號，傳輸到觸摸屏和工控機進行顯示
，由 PLC 進行判斷控製。

　　六、相關 PLC 介紹

　　1、SLC5/05 PLC 是屬於羅克韋爾自動化公司 SLC 500TM 係列的小型可編程控製器。 SLC500 係列可編程控製器具有速度快、功能強、編程方便、運行可靠以及配置靈活的特點。最大 I/O點數達 4096點，最大容量最多可達 64K 字（128K字節）的數據/程序內存，指令執行 0.9ms/K 典型用戶程序,在線可編程（包括運行時可編程）帶有內置 10 BASE-T 以太網通訊接口。

　　2、Micro logix 1200 series C  是屬於羅克韋爾自動化公司 Micro logix 係列的微型可編程控製器。適用於分散控製，最大 I/O點數為 88 點,支持在線可編程（包括運行時可編程） 
，帶有 DH485網絡接口。

　　 七
、結束語

　　本項目采用工業計算機和多 PLC 通過 ETHERNET、DH-485 網絡相連接組成的集散型控製係統。 （采用集散型控製的優點在於：單個濾池發生局部故時不影響其他濾池的運行。 ）利用了 PLC 抗幹擾能力強、組網方便、適用於工業現場的持點，在上位機能實現對整個生產過程中設備的控製和工藝參數的設置、調整與監測，使整個反衝裝置成為一個統一的有機整體，反衝過程連貫
，控製準確
，可以按要求完成定時反衝洗
、按順序反衝洗、單dan池chi反fan衝chong洗xi等deng多duo種zhong自zi動dong反fan衝chong洗xi過guo程cheng，從cong而er大da大da地di降jiang低di了le操cao作zuo工gong人ren的de勞lao動dong強qiang度du

，提ti高gao了le反fan衝chong洗xi質zhi量liang。完wan全quan能neng滿man足zu自zi來lai水shui廠chang自zi動dong反fan衝chong洗xi控kong製zhi的de要yao求qiu。整zheng個ge方fang案an安an全quan可ke靠kao、經濟實用，易於編程、操作及維修，在安亭水廠得到良好的應用。

　　參考文獻：

　　1、  SLC500 指令參考集   2002.5

　　2、 MicroLogix 1200 Programmable Controllers   2004.3

　　3、  Advance Interface Converter  (AIC+)  2003.7

　　4、  INTOUCH 7.1 USER’S GUIDE   1999.7

　　5、  INTOUCH配方管理器用戶指南  2001.6

　　6
、  GP  係列 Pro-face 高級應用手冊 2004.8 

　　作者簡介：

　　李傑
，主要從事計量儀表、自動化儀表管理以及水處理自動控製係統的開發和維護。