某公司污水處理系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)探討

艾浩浩 李 婷 趙 剛

寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司

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某公司污水處理系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)探討

艾浩浩 李 婷 趙 剛

寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司

摘 要：本文研究了某公司的污水處理控制系統(tǒng)，借助于該系統(tǒng)在環(huán)境適應(yīng)性、編程操作等一系列層面的優(yōu)勢(shì)，形成了本控制系統(tǒng)。基于污水處理工藝完成包括各種輸出設(shè)備、開(kāi)關(guān)量、硬件控制線路的實(shí)際安排等總體布局規(guī)劃；在其過(guò)程中借助于相應(yīng)的軟件完成了污水處理系統(tǒng)的過(guò)程控制；最終組態(tài)其軟硬件。并在實(shí)驗(yàn)結(jié)果中有效證明其設(shè)計(jì)的正確性。

關(guān)鍵詞：污水處理；PLC；WinCCflexible

眾所周知，開(kāi)發(fā)和利用水資源的最大促進(jìn)因素就在于其重要性，在其過(guò)程中，水資源需求量增大和其本身短缺二者間矛盾也越來(lái)越尖銳。而此方面法律法規(guī)﹑資金技術(shù)支持都不可謂之不多，其中PLC以其安裝方便﹑編程控制方便﹑可靠性高﹑通用性好等特點(diǎn)獲得了頗為廣泛的應(yīng)用。其一般都是采取模糊控制和PID控制之類(lèi)辦法加以控制。其研究中形成的數(shù)學(xué)模型多和實(shí)際情況間誤差較大，并且在節(jié)能層面依舊落后于國(guó)外。

1 污水處理工藝設(shè)計(jì)要求

圖2 PLC編程的主程序流程圖

圖1是某公司污水處理工藝的示意圖，即污水可以在啟動(dòng)后從“進(jìn)水閥”進(jìn)入系統(tǒng)，經(jīng)粗格柵除污機(jī)后進(jìn)入初級(jí)過(guò)濾池，隨后以抽水水泵將之從管道﹑細(xì)格柵除污機(jī)后進(jìn)入次級(jí)過(guò)濾池分離雜物與污水。以攪拌電機(jī)在集水池中將污水?dāng)嚢杈鶆?，以酸堿度檢測(cè)設(shè)備對(duì)集水池污水pH值加以檢測(cè)，并借助于實(shí)時(shí)通訊工具傳送檢測(cè)結(jié)果給酸堿控制設(shè)備，之后根據(jù)檢測(cè)結(jié)果以酸﹑堿泵加入用于中和的液體，將污水pH均衡至應(yīng)有標(biāo)準(zhǔn)。在此之后，借助于SBR池開(kāi)展沉淀﹑無(wú)氧處理﹑曝氣處理之類(lèi)活動(dòng)。預(yù)先設(shè)定SBR池的液位，以水泵將集水池污水轉(zhuǎn)入SBR池，到達(dá)預(yù)設(shè)液位后停止進(jìn)水。借助于攪拌電機(jī)﹑鼓風(fēng)機(jī)來(lái)增加其中溶解氧，促進(jìn)分解利用其中的有機(jī)物質(zhì)和好氧微生物。在此之后則保證厭氧微生物所需溫濕度的適宜，使之能夠有效對(duì)有機(jī)物加以分解。其間在重力作用，將出現(xiàn)的污泥降至SBR池底，以此來(lái)保證處理后雜質(zhì)污泥和上清液二者的分離。在完成沉淀后再以潷水器﹑排泥電機(jī)先后處理上清液和池底殘存污泥。隨后再以活性炭吸附處理污水，激昂其中的有毒物質(zhì)﹑無(wú)機(jī)物成分﹑難分解有機(jī)物之類(lèi)加以除去，由此來(lái)使得排放的污水符合相關(guān)要求。結(jié)束系統(tǒng)排泥處理后，則將進(jìn)水閥自動(dòng)打開(kāi)，向污水處理設(shè)備導(dǎo)入新的污水，以此來(lái)循環(huán)控制污水處理過(guò)程。

2系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)

2.1污水過(guò)濾過(guò)程設(shè)計(jì)

啟動(dòng)后打開(kāi)粗格柵除污機(jī)進(jìn)水閥，在結(jié)束一個(gè)處理周期后，將會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)粗格柵除污機(jī)，從而開(kāi)啟新的除污活動(dòng)。在停止或者集水池﹑次級(jí)過(guò)濾池﹑初級(jí)過(guò)濾池液位到達(dá)彼此最高液位設(shè)定值之際，都會(huì)自動(dòng)停止粗格柵除污機(jī)工作。在完成初級(jí)過(guò)濾池進(jìn)水后，則將自動(dòng)啟動(dòng)細(xì)格柵除污機(jī)；同時(shí)在初級(jí)﹑次級(jí)過(guò)濾池液位分別達(dá)到上下限之際，也將會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)細(xì)格柵除污機(jī)。后者的停止方式和原理等同于粗格柵除污機(jī)——其開(kāi)始工作后，將會(huì)啟動(dòng)皮帶傳送機(jī)。而皮帶運(yùn)輸機(jī)在細(xì)格柵除污機(jī)停止后則會(huì)進(jìn)行一段時(shí)間的延時(shí)處理。整個(gè)系統(tǒng)中共計(jì)有用于運(yùn)送污水于前-后兩級(jí)處理設(shè)備之間的水泵共計(jì)3臺(tái)。而三者的啟動(dòng)均是自動(dòng)開(kāi)始于前一設(shè)備有一定儲(chǔ)水時(shí)間后。第一水泵將會(huì)在初﹑次級(jí)過(guò)濾池分別到達(dá)最低最高水位限制或者集水池到達(dá)最高限位之際停止工作；第二水泵將會(huì)在次級(jí)過(guò)濾池和集水池分別到達(dá)最低最高限位之際停止工作；第三水泵將會(huì)在SBR池液位達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)候停止工作。

2.2集水池和SBR池的電氣設(shè)計(jì)

在此方面主要活動(dòng)為對(duì)酸堿液排放閥加以控制，以之來(lái)將污水pH值調(diào)節(jié)至標(biāo)準(zhǔn)處。首先以SBR池開(kāi)展曝氣處理。以第三水泵將污水導(dǎo)入SBR池。在達(dá)到限位后開(kāi)始啟動(dòng)第二攪拌電機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)以曝氣處理污水。并將繼電器時(shí)間加以設(shè)定，結(jié)束曝氣后，提供適宜的濕度﹑溫度﹑無(wú)氧條件給SBR池，并借助于時(shí)間繼電器設(shè)定的時(shí)間值應(yīng)比處理廢水中無(wú)氧生物的最佳時(shí)間略長(zhǎng)。

2.3污水的后處理電氣設(shè)計(jì)

完成了無(wú)氧處理后即自動(dòng)開(kāi)啟潷水器，經(jīng)過(guò)活性炭吸附后的污水將會(huì)進(jìn)入儲(chǔ)水池，一般情況下會(huì)借助于此活動(dòng)，將污水達(dá)到相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)。在SBR池液位將之最低限制之際，潷水器自動(dòng)停止工作以結(jié)束排水。隨后啟動(dòng)排泥電機(jī)，將SBR池底部泥渣送至儲(chǔ)泥池，并進(jìn)一步處理直至達(dá)到排放要求，而且要借助于設(shè)計(jì)控制時(shí)間來(lái)保證清除徹底。

2.4電氣設(shè)計(jì)中的報(bào)警設(shè)計(jì)和總停設(shè)計(jì)

某公司在其設(shè)計(jì)中設(shè)置了較為完善液位報(bào)警部分，在其中液位值到達(dá)極值之際，相應(yīng)指示燈會(huì)第一時(shí)間有所提示，并自動(dòng)調(diào)整液位高度。除此之外，系統(tǒng)中還可以加入一個(gè)“總停止”按鈕，可將一切設(shè)備同時(shí)停止。

3系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

某公司污水處理控制系統(tǒng)中主要包括觸摸屏程序和PLC控制程序兩大部分。借助于輸入輸出口數(shù)量的要求，主要選取了PLC中的S7-200系列。第一借助于電氣設(shè)計(jì)層面要求，按圖中先分配其一系列變量及輸出情況，在此之后則編寫(xiě)處理污水過(guò)程控制程序。一般采取STEP7-MicroWINV4.0軟件進(jìn)行編寫(xiě)活動(dòng)，因?yàn)樘菪螆D語(yǔ)言具備易于操作修改﹑通俗易懂﹑直觀等優(yōu)點(diǎn)，故而以之來(lái)編寫(xiě)程序。在其間添加互鎖自鎖設(shè)置，從而賦予系統(tǒng)循環(huán)運(yùn)行能力，并以RS-232/ PPI多主站通訊電纜作為計(jì)算機(jī)和PLC的通訊工具。

其電機(jī)采取步進(jìn)式，可以借助輸入脈沖改變﹑編程之類(lèi)形式調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速。

圖2為其編寫(xiě)PLC程序流程圖，以工控機(jī)作為人機(jī)界面，以SIMATICWinCCflexible2007作為編程軟件。

4實(shí)驗(yàn)結(jié)果

下載程序﹑硬件接線活動(dòng)完成后，將PLC模塊和觸屏模塊間以通信電纜加以連接，在按動(dòng)控制按鈕后，觀察指示燈﹑電機(jī)等的狀態(tài)，以此來(lái)判斷設(shè)備運(yùn)行情況。經(jīng)演示和調(diào)試，可見(jiàn)其系統(tǒng)效果良好，能夠達(dá)到要求，監(jiān)控模塊運(yùn)行正常。

5結(jié)語(yǔ)

本文闡述了某公司的污水處理系統(tǒng)工藝流程，并依據(jù)設(shè)計(jì)要求開(kāi)展了一系列設(shè)計(jì)。在實(shí)驗(yàn)室條件下演示后可見(jiàn)其達(dá)到了實(shí)際要求。

參考文獻(xiàn)：

［1］劉鵬.淺析PLC技術(shù)在電梯運(yùn)行中的應(yīng)用［J］.黑龍江科技信息.2013（07）:57.

［2］董鵬.PLC在帶式輸送機(jī)張緊裝置中的應(yīng)用［J］.煤礦機(jī)電.2009（02）:110-111.