基于西門子S7—300PLC的廢水處理混凝加藥過程控制

摘 要：該設計主要是針對印染過程中的廢水處理混凝加藥階段采用西門子s7-300PLC進行控制，該設計從混凝加藥生產工藝出發，在了解生產工藝要求的基礎之上選擇PLC模塊的型號和數量，完成整個硬件控制系統。

關鍵詞：混凝 加藥 PLC 控制

中圖分類號：X7文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）04（b）-0034-01

在國內傳統的工業分類中，通常把織物的印花和染色統稱為印染行業。對于 印染行業中的染色廠，其實它并非只進行染色作業，從工藝上講，織物在染色之前必須進行練漂，在染色之后應進行整理，而每一步都會產生大量廢水，所以通常情況下，人們把練漂廢水、染色廢水和整理廢水統稱為染色廢水。隨著國家對環境保護的日益重視，解決廢水排污問題已成為重要課題。

1 印染廢水處理工藝流程（如圖1）

其中的混凝加藥單元是廢水處理系統中的首道工序，其完成的質量如何，對后續廢水處理的效果影響很大。本設計主要是應用西門子S7-300PLC對混凝加藥單元進行控制，有效地控制加藥濃度以及加藥量，從而實現廢水處理第一階段的控制任務，達到自動控制的目的。

2 加藥和混凝工藝流程圖

廢水處理過程中加藥和混凝工藝流程如圖2所示。

加藥單元由三部分組成，1號加藥槽，2號加藥槽和3號加藥槽。其中1號加藥槽和2號加藥槽過程相同。從水處理工段來的脫鹽脫氧水與從濃硫罐來的藥水，在液液混合器中混合，混合后進入熟化槽充分攪拌，達到一定濃度后進入加藥槽。藥粉由固體進料機進入配制槽，與清水混合攪拌，達到一定濃度后進入3號加藥槽。

由加藥單元來的藥水經計量泵計量進入混凝反應器；廢水經計量泵計量進入混凝反應器；回流廢水和空氣進入容氣反應器，將廢水變換成泡沫狀進入穩定罐，由分配器分流進入混凝反應器。三股流量充分混凝后進入下一單元進行處理（如圖3）。

3 系統控制要求

在整個的系統中，有溫度控制、液位控制、流量控制、壓力控制等，這些都不是通過人工控制就能達到很精確的控制要求的。西門子S7-300系列PLC在工業生產中應用很廣，其硬件性能穩定可靠，I/O模塊選擇靈活；軟件功能齊全，編程方便，人機對話的可視性好。基于以上PLC所具有的優點，我們在本次設計中采用西門子S7-300系列PLC來實現對廢水處理混凝加藥過程需要控制的參數進行控制，在該設計中用到的模塊主要有CPU315-2DP、電源PS307、SM321、SM322、SM331、SM332、機架。

4 控制系統結構圖

根據信號輸入，輸出及各模塊分配情況，本設計采用西門子S7-300 PLC連接現場儀表與上位機，構成了一個DCS控制系統，實現對整個生產過程的分散控制，集中管理。

5 典型控制方案說明

5.1 典型控制方案

（1）液位控制

本設計主要涉及配藥槽及加藥槽的液位控制，液位不能太高，也不能太低，這就要求在槽上安裝LT液位變送，實時監測槽的液位。

（2）壓力控制

壓力是實際生產過程中一個相當重要的參數，它關系到生產安全，人身安全。本工段涉及到的壓力控制主要是混凝反應器入口及出口壓力，容器泵入口及出口壓力。

（3）流量控制

本工藝涉及到很多流量控制的要求，大多都是單回路控制。流量信號經溫度變送器測量出送入到PLC的模擬量輸入模塊，再送入到CPU中，與設定值比較之后，經PID調節，輸出控制信號，將該信號經線性化處理送到模擬量輸出模塊輸出，調節閥門開度。

（4）計量泵啟停控制，本工藝主要是熟化槽計量泵啟停控制。

根據以上具體的系統控制要求我們所需要完成的主要任務是熟悉混凝加藥工藝流程，了解各對應測控點的作用和目的。根據測控點的要求選擇對應的測控儀表設備。根據測控儀表的接線要求列出測控點統計表。根據測控點分類表選擇S7-300 PLC接口模塊種類和數量。選擇PLC其它模塊及CPU模塊，完成整個硬件系統。

5.2 典型儀表接線圖

在本控制系統中涉及到很多的儀表設備，如溫度、壓力的變送器，變頻器，閥門等。它們都要接入PLC模塊，才能有效地傳輸信號，達到控制的目的。

6 結語

經過幾個月的努力，完成了項目資料的收集、工程應用和論文的形成，不僅了解了廢水處理過程，還認識到無論做什么工作，都需要踏實，勤奮，嚴謹的工作態度。但本人所學知識有限，經驗不足，在此過程中難免存在一些錯誤和不足之處，懇請各位老師給予批評和指正。

參考文獻

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[2]岳少龍.PLC在污水處理中的應用[J].價值工程，2012（6）.