淺談污水處理機(jī)械自動(dòng)控制設(shè)計(jì)

高標(biāo)

摘要：依托西門子公司生產(chǎn)的S7-300型號(hào)PLC控制開關(guān)通斷，利用軟件Step7對污水處理控制過程進(jìn)行編程，并使用軟件S7-PLCSIM對編寫的程序進(jìn)行仿真檢測，結(jié)果表明：效果良好。

關(guān)鍵詞：污水處理系統(tǒng)；PLC；編程

1污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的要求

生活污水處理包括格柵間處理、沉淀池處理、液體混合池處理。格柵間除污耙的上升、下降由電機(jī)控制實(shí)現(xiàn)的，上升、下降需要電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)。液體混合池中攪拌機(jī)的電機(jī)控制使用直接控制回路。污水處理系統(tǒng)的要求包括功能需求和控制要求兩部分。

（1）功能需求。控制系統(tǒng)設(shè)有手動(dòng)、自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能，自動(dòng)功能由PLC實(shí)現(xiàn)；設(shè)有顯示裝置，可以實(shí)時(shí)了解系統(tǒng)各設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，包括電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、壓力值、電機(jī)電源狀態(tài)。污水處理過程中發(fā)生電機(jī)過載、故障停機(jī)時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)及時(shí)發(fā)出警報(bào)。

（2）控制要求。格柵間設(shè)有進(jìn)水電磁閥A，控制污水流入格柵間反應(yīng)池的速度，當(dāng)污水液位上升至規(guī)定液位，觸發(fā)液位傳感器，產(chǎn)生信號(hào)關(guān)閉進(jìn)水電磁閥A；污水在格柵間反應(yīng)結(jié)束后打開出水電磁閥B，并控制污水流向沉淀池流動(dòng)速度，當(dāng)格柵間水位低至最低水位，觸發(fā)液位傳感器關(guān)閉出水電磁閥B；沉淀池工作結(jié)束后打開電磁閥C，污水流向液體混合裝置工作；沉淀池水位低于最低液位觸發(fā)傳感器產(chǎn)生信號(hào)，控制閥C關(guān)閉，液體混合裝置運(yùn)行結(jié)束。

2電氣系統(tǒng)控制流程

（1）PLC控制柜具有手動(dòng)、自動(dòng)兩檔轉(zhuǎn)換開關(guān)，自動(dòng)方式時(shí)PLC自動(dòng)控制污水處理系統(tǒng)。手動(dòng)方式時(shí)，PLC不再控制設(shè)備。手動(dòng)方式主要應(yīng)用于設(shè)備檢修。

（2）工作時(shí)先打開進(jìn)水閥B（格柵機(jī)出水閥），等到水位到達(dá)規(guī)定液位時(shí)，液位傳感器檢測到信號(hào)，關(guān)閉水閥B停止進(jìn)水。

（3）水池靜至30min等待雜物沉淀至池底后打開出水閥D排水，排水至中液位傳感器檢測信號(hào)，D閥停止排水。

（4）開啟排泥閥C，導(dǎo)出泥水。

（5）進(jìn)液閥D打開，待處理的污水流入容器，液位上升。當(dāng)液位上升到中液位處時(shí)，進(jìn)液閥D關(guān)閉，待處理污水停止流入，打開消毒液閥E，消毒液A開始流入容器。

（6）液位上升到高液位處，進(jìn)液閥E關(guān)閉，消毒液A停止流入，同時(shí)攪拌電動(dòng)機(jī)開始工作。

3系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計(jì)

3.1PLC編程軟件的選用

PLC控制程序采用SIEMENS公司提供的V4.0STEP7MicroWINSP6編程軟件開發(fā)。PLC控制程序由一個(gè)主程序、若干子程序構(gòu)成，程序的編制在計(jì)算機(jī)上完成，編譯后通過PC/PPI電纜把程序下載到PLC，控制任務(wù)的完成是通過在RUN模式下主機(jī)循環(huán)并連續(xù)執(zhí)行用戶程序來實(shí)現(xiàn)的。

3.2I/0口分配

系統(tǒng)I/0口分配見表to

3.3PLC程序控制

3.3.1啟動(dòng)程序

每一個(gè)反應(yīng)池在開始工作之前需要進(jìn)行啟動(dòng)。以格柵機(jī)啟動(dòng)為例。按下SB1啟動(dòng)按鈕后，程序自鎖，松開啟動(dòng)按鈕后保持啟動(dòng)狀態(tài)。

3.3.2格柵間除污

格柵井單元的設(shè)備包括格柵井提升泵、浮球液位控制器、粗格柵、浮球液位變送器，其作用是清除污水中的顆粒與懸浮物；液位變送器用來檢測粗格柵前后的液位差，當(dāng)差值大于10cm時(shí)粗格柵開始運(yùn)行。

格柵間在處理雜物時(shí)涉及到除污耙的開耙、閉耙。開耙、閉耙程序原理類似，只介紹開耙程序。在渣耙上限位傳感器檢測出信號(hào)后回饋PLC信號(hào)I0.5，啟動(dòng)定時(shí)器T35，延時(shí)0.1s后，輸出信號(hào)Q0.2，使渣耙張開接觸器吸合，渣耙張開。格柵機(jī)除污耙開耙程序

3.3.3格柵機(jī)除污耙

格柵間在處理雜物時(shí)除污耙上升、下降過程類似，因此只介紹除污耙上升時(shí)的程序。除污耙完全閉合后傳感器檢測到信號(hào)，回饋信號(hào)I0.6到PLC輸出渣耙上升信號(hào)Q0.1，渣耙上升接觸器KM2吸合，渣耙上升。

格柵機(jī)除污耙上升程序

3.3.4消毒池控制

消毒池單元的主要設(shè)備有鼓風(fēng)機(jī)、溶解氧檢測儀、電動(dòng)蝶閥、生化池提升泵、浮球液位控制器，其主要作用是降低污水COD，BOD的含量。

在污水中加入消毒液使水質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)，是污水處理中十分重要的一個(gè)過程，主要涉及到對液體閥門的控制。消毒池中液位傳感器檢測到信號(hào)，反饋信號(hào)I2.3回CPU，輸出打開消毒液閥E信號(hào)Q2.0其控制流程圖類似于格柵機(jī)除污。

3.3.5攪拌機(jī)啟動(dòng)

當(dāng)污水、消毒液都在液體裝置后，液體到達(dá)高液位時(shí)被傳感器檢測到，并給PLC一個(gè)輸入信號(hào)I2.2。PLC輸出開啟攪動(dòng)電動(dòng)機(jī)信號(hào)。

4結(jié)語

設(shè)計(jì)的基于PLC的污水自動(dòng)處理系統(tǒng)能夠完成對污水雜物的清除，并通過藥物反應(yīng)使水質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)不僅可以提高污水處理效率，而且具有工作可靠、施工簡單、節(jié)能顯著等優(yōu)點(diǎn)。