PLC控制系統在污水處理系統中的應用

摘 要：隨著信息化的快速發展，污水處理系統中更多的會采用自動化控制，工業排放的污水處理是一個亟需解決處理的社會問題，本文主要從系統功能及設計著手，建立一套工業污水處理系統，處理工業排放污水，以提高生態環境的質量。

關鍵詞：工業污水處理；PLC；控制系統；控制算法

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）24-0350-01

1 前 言

隨著改革開放國家工業時代發展，工業污水的排放也隨之越來越多，而工業污水一直是影響我國生態環境的一個重要因素，因此現階段亟需解決工業污水處理的問題，本文主要從污水處理系統的功能、硬件、軟件、控制算法等方面研究，為建立一套污水處理系統，解決污水處理的難題。針對污水的實際背景選擇相應的污水處理工藝，并且選擇合適型號的PLC，通過仿真之后檢測軟件是否能夠正常運行，污水通過相應的處理系統后，可以實現循環利用。調節設備為自動工作狀態時，相關設備設置PLC程序，就能夠保證污水處理流程中的流入、反應、沉淀、排放的自動化。通過PL控制系統改造，從而使得自動控制能力提高，避免在污水處理中投入大量的人力，提升污水處理廠的整體運營效率，最終通過科學的手段進行污水處理廠生產經營環節的有效處理。

2 系統功能

工業排放的污水處理一直是影響社會生態環境的棘手問題，亟需新的技術、新的系統能夠有效處理，提高生態環境的質量。本文中污水處理系統主要以PLC、變頻器等為基礎，在上位機平臺軟件之上設計的系統，能夠有效處理工業排放的污水。①消防清潔的相關設備都是采用遠程控制結合清潔結構的方式，有別于傳統的人工與機械相結合的清潔方式，有效提高了污水處理的效率。系統能夠實現自動根據光透射率的數值自動遠程調節氣缸運行效率，實現一邊噴灑一遍清潔其污垢，有效提高了清洗污水的清洗頭的壽命。②本系統中的污水液位、流量、紫外線輕度、燈管動作等相關參數都是采用傳感器進行采集，數據輸送至上位機軟件系統中，相關參數進行了集中化管理。③本系統中采用了智能控制算法，可根據光照強度、流管的流速等相關參數，調整其他相關參數，提高污水處理的質量與效率，同時也可降低硫化氫中毒的風險。

3 系統設計

3.1 硬件設計

本系統中主要采用德國西門子公司S7200的邏輯控制器PLC為主要的控制器。系統中采用流量計、PH計、超聲波液位計等傳感器的模擬數據經過PLC中的功能模塊進行轉化成數字量，再經過PLC的算法處理進而輸出信號控制西門子變頻器，從而也實現對了對電機轉速的控制目的，從而控制相關參數。在污水處理部分采用采用電磁閥控制處理過程的相關動作，進而控制污水處理的質量好壞。系統中采用上位機軟件應用于觸摸屏之上，實現對下層數據的采集，對上層數據記性進行集中管理。

3.2 軟件設計

本系統中的軟件主要有兩部分，第一部分為PLC控制程序主要實現對模擬量的數據的轉換與控制，PLC主程序采集到傳感器的數值后經過PLC控制器的計算后控制變頻器等，實現其他參數的控制目的。另一部分為上位機軟件界面部分，主要實現對系統的操作人員與系統之間的信息交流，監控下位機的相關數據，提供控制操作、報警等相關功能，可手自動互相切換，集中監控系統中的液位、流量、壓力、電磁閥狀態、電機轉速等數據。

3.3 控制算法

本系統中主要通過PLC采集下層的傳感器的模擬數據，后進行轉換，再將數據與系統中設定的處置進行對比，產生的誤差，從而計算出糾正值為輸入結果，控制相關傳感器的操作，進而控制污水處理過程每個重要環節。

4 PLC控制站實現

4.1 #PLC

預處理站的控制主要設備是粗格柵、細格柵、提升泵房、砂水分離。粗、細格柵是由一種獨特的耙齒裝配成一組回轉格柵鏈，實現污水中的雜物攔截撈取，可根據格柵前后的液位差自動控制啟停格柵機。提升泵控制采用污水的液位來實現泵的啟動和停止，其控制原則主要按照進水水量，通過監測進水水量傳感器，液位達到高低設定值，PLC自動控制啟動提升泵，保證污水能在整個污水處理流程過程中流過，以達到凈化的效果。沉砂池主要根據工藝設定的時間及運行時間自動控制啟停。

CASS生化池，每個生化池分四格一組，分為生物選區、兼氧區、主反應區，并按照設定的工藝時間順序完成進水、曝氣、沉淀、閑置工藝周期并循環運行。曝氣機的控制是通過編寫智能控制算法，控制鼓風機中變頻器的轉速，從而控制曝氣機的曝氧量來改變反應池中的溶解氧量值。脫水機房處理，控制的主要設備是加藥泵、污泥濃縮泵。根據儀表采集CASS生化池排出的水質參數，在加藥泵房控制中設計相應程序，可在線實時控制水質參數，如pH值等，使出水的水質排出達到國家排污標準

5 組態建立設計

（1）污水處理遠程計算機控制系統

此系統的控制軟件是MCGS組態軟件，形成相關計算機監控系統組態軟件，借助對現場數據信息的獲取、處理報警信息以及對流程加以控制，并以報表的形式加以輸出等多種形式，從而使用戶以一種相對直觀的方式獲取解決實際問題的信息和方案。

（2）設計工程的具體系統組成以及工藝流程，對被監控對象的特征、具體要求以及相關技術等加以設計。

（3）對工程建設的整體規劃和設計做出構想，系統的主要功能，具體控制流程的實現方式以及適合用戶需要的界面窗口，具體展示的動畫形式，以及在數據庫中對數據變量的具體定義方式等。除此之外，需要結合工程設備的實際運營對相關數據采集和輸出對應實時數據庫的變量，分析同設備相鏈接的變量以及用于數據傳輸和呈現動畫的變量。擬動畫顯示的等。

6 結束語

本文中的污水處理系統自動化程度較高，主要是實現了紫外計量控制大腸桿菌的數量問題，提高了污水處理的效率，另外在加入采用控制算法后，系統對污水處理的過程中能夠自動完成，提高了對系統的操作的便捷性以及系統的智能性，有助于工業污水處理。

參考文獻

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收稿日期：2018-7-21