PLC的化工污水處理自動化控制系統設計

劉書敏

摘要：隨著我國整體經濟建設的快速發展，我國化工行業發展迅速，為我國基礎建設的不斷完善貢獻力量。隨著化工產業的快速發展，大量的化工生產污水嚴重污染環境，通過對化工污水的處理，不但能夠緩解水污染的問題，而且還可以實現重復利用從而緩解水資源緊張的現狀。傳統的處理方法雖然能夠實現污水的處理，但是效果并不明顯。因此，研究基于自動化控制系統實現化工污水處理的規模化，達到降低化工污水處理成本和提高水質的目的，具有重要的現實意義。

關鍵詞：PLC;化工污水處理;自動化控制系統設計

引言

時代的進步，科技的發展，使得我國提前進入現代化發展階段，加速我國各行業的發展進程。經調查發現，化工污水處理使用PLC技術，能夠緩解化工污水處理的壓力，還能加快化工污水處理的工作速度，確保化工污水處理的質量，將PLC技術應用到化工污水處理中，已經是社會發展的必然趨勢。

1 PLC技術簡介

PLC控制系統能夠將多種技術融合，在技術融合基礎上構建出一種可控的系統裝置，通過內部微處理器作為編程執行核心，對整個系統中的各項控制指令進行發送。PLC技術將繼電控制與計算機信息化技術相結合，整合不同技術之間的優勢，在工業生產控制中明顯提升生產效率，整體設備控制安全性也得到提升。利用PLC技術能夠在生產線中構建電子控制系統，對各生產設備實現遠程操控，也能通過可編程的控制存儲器，對內部程序進行匯編運算，PLC技術應用中的基本結構，首先是由CPU模塊完成核心存儲控制。輸入輸出模塊，對PLC控制現場的各項設備數據進行接口數據傳輸。編程設備是PLC技術應用中最為關鍵的核心，外圍控制能夠通過外界程序匯編的形式對PLC系統內部程序進行修訂，完成對控制系統功能的設計。最后是電源模塊，PLC系統在工作中采用獨立電源控制，這樣能夠確保控制指令傳輸精準程度，避免由于斷電等問題導致PLC控制中的數據丟失。

2污水處理概述

1.物理方法。物理處理方法包括隔油法、氣浮法、吸附法、膜分離法四種，隔油法就是將污水中含有較大顆粒物篩出來，不同的隔油方式所得到的效果也是不同的。氣浮法就是利用小氣泡吸附的原理將懸浮在污水中的物體吸出來，成本小，污染風險小。吸附法就是利用活性炭等固體物質將污水中的雜質吸附出來，但成本大，污染風險高。膜分離法就是利用微濾、超濾、反滲透的方法隔離廢水中的雜質，還能夠祛除廢水的臭味，提升污水的清潔度。2.化學方法。化學方法包括絮凝法、氧化法兩種。其中，所謂的絮凝法就是指通過利用絮凝劑，將污水中的膠狀顆粒相互結合，釋放新的方便被分離出來的物質。當前廢水處理中，微生物絮凝劑應用廣泛，其優點更加明顯，能夠有效減少二次污染，使用范圍廣，沒有毒性，新物質多數為可降解物質，有著較好的應用前景。氧化法分為光催化氧化、O3氧化、濕式空氣氧化、催化濕式氧化等，不同的氧化方法對于有毒的廢水或者濃度高、降解難的污染物有著較好的處理效果。

3 PLC的化工污水處理自動化控制系統設計

3.1預處理段PLC設計

1.粗格柵的控制設計。粗格柵的功能是篩除污水中的大體積漂浮物。粗格柵機的開啟可使用手動方式或者自動控制方式，具體實現原理是在粗格柵機前后安裝超聲波液位計，通過對液位高度的監測，實現粗格柵機的開啟或關閉。通過對液位閾值的設置、運行時間設置、停止間隔時間設置，實現PLC的控制。2.細格柵的控制設計。細格柵相對于粗格柵，攔截的漂浮物體積更小，目的是避免細小的物體堵塞設備。實現的控制方式和粗格柵一樣，不同的是對于細格柵機的控制，是基于上位機的操作人員手動控制的。3.潛水提升泵的控制設計。粗格柵中的污水想要從提升泵房流入到細格柵池中時，需要利用提升泵將污水排進細格柵池中，因此需對每個提升泵進行PLC控制。根據設計需求泵房分別標注不同的液位，根據化工污水處理需求，控制各提升泵的工作狀態。在設計時要充分考慮泵和動力供電系統的使用壽命，合理設計提升泵的工作狀態，避免因反復啟停對提升泵造成的損害。

3.2動態管理

有了PLC自動控制系統，工作人員無須到現場進行監管，系統能夠自動地將工作區域內的數據全部傳輸到控制平臺中，工作人員根據控制平臺內數據的變化，對設備進行動態管理，通過相關數據，工作人員能夠準確找出閥門打開的位置，如在工作期間出現意外，工作人員也能通過控制平臺，查看到故障發生的位置。這類系統還具有自動保存功能，在傳輸過程中，系統會自動對數據進行保存，還能將污水處理以及工作畫面，傳輸到平臺中，如果后期出現問題，工作人員也能通過傳輸過來的圖像，找出問題的原因，并進行處理。在此基礎上，做好預防工作，對設備的各項功能進行完善，以免出現意外，影響污水處理的速度以及管理系統的工作效率。

3.3優化污水處理過程

1.需要解決化工污水排放系統，減少污水殘渣遺留，確保在化工污水量過大時產生污水排放困難，并對污水殘渣及時處理，以延長化工污水處理設備的使用壽命。2.利用電力的峰值價格來合理安排污水處理量，避免在電價最高的時候進行污水處理，以免造成經濟損失。3.對傳統的化工污水處理設備進行更新升級，加強PLC的化工污水處理自動化控制系統設計，提高污水處理的水質質量，并利用計算機技術進行污水處理監控，提高污水處理廠的工作質量。通過對污水處理廠電氣節能技術的運行，污水處理水量逐漸增加，水質質量逐漸提高。

3.4生化處理段PLC設計

該階段中的核心工藝是污水在曝氣池中的好氧反應，通過對化工污水中的有機污染物的氧化分解，達到水質提高的目的。其中對于好氧反應影響最大的就是溶解氧濃度，如果氧濃度過高或者過低產生的直接影響是活性污泥的吸附能力和絮凝性能力降低，從而影響氧化分解效果。因此，對于該階段的PLC設計對于溶解氧的控制變得極為重要。具體的控制設計方法是在曝氣池中安裝溶解氧含量檢測儀器，根據溶解氧含量的高低，控制鼓風機的使用，既能保證溶解氧的含量，又能起到降低成本的目的。

3.5故障預警

PLC系統以及設備在運行期間，如果內部出現問題，能夠在第一時間報警，同時能夠檢測出故障出現的區域，方便工作人員進行維護，等待工作人員進行維修。PLC系統的故障預警功能與其他系統不同，在示警之后，會將相應位置的圖片傳輸到平臺中，還能幫助工作分析故障產生的原因，為維修人員提供數據支持，同時，還能對故障區域進行自動維護。

結語

化工污水處理自動化對于環境保護、節約能源、資源再生、降低生產成本和提高工作效率都具有重要意義。但是化工污水處理自動化還有很多問題需要進一步的深化研究，隨著科技的發展和進步，未來的化工污水處理自動化控制系統會更加的完善，從而實現節能減排的發展目標。

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