基于工控組態軟件的污水處理監控系統

卜閃閃

摘 要：隨著人們生活水平的不斷提高，環境意識越來越強，政府對工業污水的處理也越來越重視。本設計針對某個工廠排放的污水進行處理，并通過工控組態軟件MCGS進行監控，達到工業污水清理的目的。

關鍵詞：污水處理；組態軟件

1 設計背景

城市工業生產的發展，城市規模的日益擴大，導致工業廢水和生活污水排出量日益增多，致使城市周圍環境污染十分嚴重。但是，根據這幾年的調查研究發現，我國污水處理自控系統相對落后，全國城市污廢水的處理率（達排放標準的）僅有20%左右，污水處理成本居高不下，污水處理的自動化水平低，在處理過程中由于管理不當會出現一些安全問題，甚至有些地方不重視污水處理，導致水污染嚴重，甚至一些地方出現了“癌癥村”，威脅著人類的健康。因此，水污染治理迫切需要，特別是高效、安全、低成本的治理方法尤其重要。綜上，建立有效合理的污水處理監控系統，是十分有必要的。

2 控制要求

工作示意圖如下：

按下啟動按鈕，系統開始工作，攪拌器一直攪拌，刮泥機正常工作。按下停止按鈕，系統停止工作。此外：

1）流量控制：由流量計檢測流量，并由進水閥調整流量。

a.水流過慢，進水閥開大，使水流加大；

b.水流過快，關小進水閥，逝水流減速；

c.水流適中，保持進水閥不變。

2）中和處理：由PH測量計測量污水的酸堿度，方法是利用加酸閥，加堿閥，使得酸堿度能夠中和。

a.水質為酸性，發出報警，加堿閥打開；

b.水質為堿性，發出報警，加酸閥打開；

c.水質正常，不報警，加酸閥，加堿閥均關閉。

3）溫度處理：由溫度計檢測水溫，若水溫過高，加水降溫。

a. 水溫過高，加水閥打開，注入冷卻水；

b.水溫正常，關閉加水閥。

4）水位控制：由水位計檢測處理池水位。

3 總體設計

整個設計過程，要求系統能手動和自動實現工業污水處理工藝流程的過程控制。即分為手動控制和自動控制。兩者均在觸摸屏上完成，觸摸屏使用MCGS組態軟件監控。在手動控制時，可以實現各個部分的單畫面單一完成，只需要選擇按鈕操作，而不用監測傳感器狀態，是自動控制的補充說明。在自動控制下則是根據傳感器所監測的信號進行控制，整個環節是一個閉環控制系統，整個監控通過計算機自動調節，高效，安全。在自動狀態下，實現的工作有：

1）接通電源，啟動潛水攪拌器和刮泥機，選擇自動控制模式。

2）根據流量計檢測流量，自動調節水流大小。

3）根據反饋回來的PH值，自動調節酸堿度，使處理后的水質保持平穩適中的酸堿度。

4）進水泵房中的潛水泵根據液面高低進行運行、停止的控制。

5）整個系統操作完全由觸摸屏實現。

6）上位機監控選擇MCGS工控組態軟件。系統能實現整個工作過程，設備狀態，報警記錄，數據顯示的實時監控。

下位機使用PLC進行系統控制。采用三菱FX3U型PLC，通過模數轉換和數模轉換環節可以實現與現場采集信息的傳感器，用于顯示的自動化儀表，以及用于出送數據的變送器相連，實現數據間的提取，轉換管理。為了增加安全性，一般情況下會對電路中的短路、斷路現象，電機出現過載時的情況設置報警界面。

FX系列的PLC可靠性很高，抗干擾能力強，平均無故障時間可以達到30萬小時以上。另外，它帶有硬件故障自我檢測功能，當有故障出現時可以發出警報信息。。這種PLC的功能完善，適用性強，具有完善的處理數據的能力。近年隨著PLC技術的發展，功能單元的完善，使PLC已經非常完美的滲透到了位置控制、溫度控制、厚度控制、CNC等各種工業控制中。加上PLC維護方便，容易改造，大大減少了控制設備外部的接線。這樣通過分配PLC的I＼O可以實現對流量控制、中和處理、溫度處理、水位控制等控制要求。

觸摸屏實現對污水站所采集的數據和系統中的控制參數進行設定，系統采用MCGS組態軟件，該軟件使用簡單易學，功能強大，可以實現對監控設備的運行及控制狀態進行監測，繪制歷史曲線和實時曲線。污水處理工藝監控界面，包含封面，控制操作界面、工作過程監控界面，實時曲線，歷史曲線，報警畫面等等。 界面中的各參數值則是根據下位機PLC變化的，實現上位機和下位機的對接，安全可靠。工作人員通過觀察折現參數變化來對污水處理系統進行實時監測、記錄、處理和顯示。

4 總結

本文采用工控組態軟件對污水處理系統進行監控，通過系統設置可以實現對污水高效處理，處理過程采用閉環控制，實現無人操作，降低成本，提高了污水處理的效率，由于設置安全警報可以保護設備安全運行，意義重大。

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