基于PLC控制的污水處理的設(shè)計(jì)

陳 鯤

（福建工程學(xué)院，福建 福州 350108）

生活中我們總是會(huì)產(chǎn)生很多的污水，隨著污水量的增加，如何處理也成為必須解決的問題，目前，我們一般采用活性污泥法進(jìn)行處理，它是一種二級(jí)生物的處理手段，處理效果好，能力強(qiáng)，然而也存在很大的弊端，即耗費(fèi)高、管理難，容易出現(xiàn)污泥膨脹、污泥上浮等不良反應(yīng)，而且水質(zhì)中的氮、磷等無機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并不能去除，如果這種水再飲用無疑會(huì)造成人體傷害.這種處理方式在一定程度上并不適合中國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀，因?yàn)椴⒉环衔覈?guó)的“可持續(xù)發(fā)展”戰(zhàn)略，因?yàn)?，處理污水就是為了降低環(huán)境污染，保護(hù)環(huán)境，但是這種處理污水的方式會(huì)耗費(fèi)大量的資金，面對(duì)我國(guó)人均資源不足的現(xiàn)實(shí)是沒有實(shí)施保障的.

1 過濾罐控制方式

過濾罐，顧名思義，就是起過濾的作用，一般它分為兩種控制手段，即自動(dòng)和手動(dòng)，在對(duì)過濾罐進(jìn)行控制的過程實(shí)際上就是程序的啟動(dòng)的過程，因?yàn)樗前凑誔LC設(shè)定的程序自動(dòng)工作的.當(dāng)開啟“自動(dòng)狀態(tài)”時(shí)，如果過濾罐的控制開關(guān)是開啟的，那么這個(gè)過濾罐就就會(huì)進(jìn)行自動(dòng)的過濾處理.而當(dāng)開啟“手動(dòng)狀態(tài)”時(shí)，如果過濾罐的控制開關(guān)是開啟的，那么這個(gè)過濾罐就需要一定的人員進(jìn)行操作和控制才能完成污水處理的工作.過濾器也會(huì)隨著工作的進(jìn)行逐漸被污染，這時(shí)候就需要進(jìn)行清洗工作，此時(shí)第一步就要將過濾器中的水排除干凈，排水的過程中，過濾進(jìn)、出水閥呈關(guān)閉狀態(tài)，排水、排氣閥則是打開的，隨后再啟動(dòng)反沖洗泵進(jìn)行過濾器的凈化，如圖1是具體的反沖洗工作流程圖.

圖1 污水過濾工藝圖

一般這個(gè)工程中所有的設(shè)備都要包含自動(dòng)和手動(dòng)兩種控制方式，如果設(shè)備要自動(dòng)進(jìn)行工作，那么只要開啟自動(dòng)狀態(tài)，然后使其按照PLC程序中的規(guī)則進(jìn)行工作即可，而且這種狀態(tài)下并不需要人工進(jìn)行控制；而如果設(shè)備處于手動(dòng)控制狀態(tài)，那么此時(shí)就需要操作人員進(jìn)行控制，利用控制盤改變?cè)O(shè)備的工作條件和流程.如圖2是兩種狀態(tài)的工作流程圖.

圖2 污水過濾流程圖

2 PLC 實(shí)現(xiàn)污水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)說明

污水處理實(shí)際上就是對(duì)污水進(jìn)行凈化，然后再投入到生活生產(chǎn)中，也就是保證水資源的循環(huán)利用.當(dāng)開啟“自動(dòng)狀態(tài)”時(shí)，如果過濾罐的控制開關(guān)是開啟的，那么這個(gè)過濾罐就就會(huì)進(jìn)行自動(dòng)的過濾處理.而當(dāng)開啟“手動(dòng)狀態(tài)”時(shí)，如果過濾罐的控制開關(guān)是開啟的，那么這個(gè)過濾罐就需要一定的人員進(jìn)行操作和控制才能完成污水處理的工作.過濾器也會(huì)隨著工作的進(jìn)行逐漸被污染，這時(shí)候就需要進(jìn)行清洗工作，此時(shí)第一步就要將過濾器中的水排除干凈，排水的過程中，過濾進(jìn)、出水閥呈關(guān)閉狀態(tài)，排水、排氣閥則是打開的，隨后再啟動(dòng)反沖洗泵進(jìn)行過濾器的凈化.

2.2 PLC程序編寫

2.2.1 污水處理系統(tǒng)的開啟過程

圖3 污水處理系統(tǒng)的開啟過程

圖3中是污水處理系統(tǒng)的開啟過程圖，從圖中我們可以讀出這樣的信息，常開分別為0000和0006，線圈則是1002，而且在常開0000的情況下還設(shè)定了一個(gè)自保1002.自保也就是保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，如果系統(tǒng)出現(xiàn)毛病，那么這時(shí)就要發(fā)揮自保的作用，可以肯定的說，自保是整個(gè)污水處理系統(tǒng)中不可缺少的一部分.這段程序的主要作用是開啟系統(tǒng)，保證污水處理過程的正常運(yùn)轉(zhuǎn).如果此時(shí)常開是0000，線圈是1002，那么表示此時(shí)需要工作人員的介入，實(shí)行自動(dòng)或手動(dòng)的方式進(jìn)行污水的處理，如果常開是0006，那么表示此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)是關(guān)閉狀態(tài)，但是假如1002的指示燈處于常亮狀態(tài)，那么表示工作仍在進(jìn)行，因此1002存在自保能力.

圖4 污水處理系統(tǒng)的自動(dòng)和手動(dòng)的操作過程

2.2.2 污水處理系統(tǒng)的自動(dòng)和手動(dòng)的操作過程

圖4是污水處理系統(tǒng)自動(dòng)和手動(dòng)的兩種操作過程的描述圖，從圖中我們可以知道，在自動(dòng)狀態(tài)下，常開0001，常開0006，常閉1004，線圈1003，而且在常開的下面還有兩種指令，一個(gè)是常開1003，此時(shí)是處于能夠自保的狀態(tài)，基于自保作用的重要性，必須保證常開1003的設(shè)定狀態(tài)，此時(shí)，在自保常開1003的下面還有一個(gè)常開TIM003，這個(gè)常開的作用是保證系統(tǒng)的銜接性，缺少這個(gè)指令就會(huì)阻礙該設(shè)備后的工業(yè)流程.此時(shí)如果在這之后增加一個(gè)線圈1003，那么久在很大程度上增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并保證了過濾效果的有效性.實(shí)際上，這樣的設(shè)置方式有利于系統(tǒng)自動(dòng)狀態(tài)的進(jìn)行.因?yàn)檫@時(shí)設(shè)置的數(shù)據(jù)結(jié)合整個(gè)系統(tǒng)的程序就可以保證系統(tǒng)中記數(shù)器和定時(shí)器的正常工作，以便達(dá)到污水處理的目的.總而言之，自動(dòng)狀態(tài)的設(shè)置是常開0002，常開0006，線圈1004，然后在常開0002的下面設(shè)定了一個(gè)常開1004，之后結(jié)合主線上常開0002，保證常開1004的自保能力正常進(jìn)行，因?yàn)樽员Ｊ钦麄€(gè)污水處理系統(tǒng)中不可分割的一部分，如果系統(tǒng)不能工作而且確實(shí)自保能力，那么該系統(tǒng)就會(huì)失去凈化作用.另外，在手動(dòng)狀態(tài)下時(shí)的設(shè)置是常開0002，線圈1004，此時(shí)該系統(tǒng)的自保能力是一直啟動(dòng)的.自動(dòng)和手動(dòng)的工作方式是互不干擾的，如果是自動(dòng)狀態(tài)，那么就完全不需要工作人員操作.

2.2.3 污水處理系統(tǒng)的開進(jìn)水閥，出水閥和加壓的過程

圖5 污水處理系統(tǒng)的開進(jìn)水閥，出水閥的加壓的過程

圖5對(duì)污水處理系統(tǒng)的開進(jìn)水閥和出水閥的加壓過程進(jìn)行了描述，從圖中我們可以看出，此時(shí)的設(shè)置數(shù)據(jù)信息是常開1003，常閉CNT004，常開0009，常開0006，線圈1005，輸出是1005有自保.基于自保的重要地位必須保證其正常工作，否則將會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的污水處理能力.而且在常開1003的下面還有一個(gè)常開1004，常開1004的功能也是不容小覷的，這是鏈接后邊過程的關(guān)鍵.隨后在常開1003下面設(shè)置了常開1005，常開1005和線圈1005結(jié)合使用是促進(jìn)系統(tǒng)工作的重要的部分.假如這個(gè)位置沒有常開點(diǎn)1005，那么該程序的編制就失去了意義，也不能控制開進(jìn)水閥和出水閥，也不能進(jìn)行加壓的操作.之后隨著污水的引入就要進(jìn)行污水的凈化了，凈化過程是發(fā)生在儲(chǔ)存罐中的.當(dāng)然在水引入儲(chǔ)存罐之前一定要進(jìn)行程序的設(shè)置，然后打開閥門引入污水，然而假如要處理更多的污水，必須保證水的循環(huán)性，也就是必須要加壓，將更多地污水壓到罐中，這樣才能提高污水處理的效率，增加污水的處理效果.這兩種方式的工作原理都是利用出/進(jìn)水閥和加壓電機(jī)的作用將水引入儲(chǔ)存罐，然后進(jìn)行凈化處理，他們是同時(shí)工作同時(shí)停止的.因此一定要有一個(gè)輸出裝置保證水的循環(huán).

2.3 IO分配PLC輸入/輸出端子

表1 污水過濾PLC輸入/輸出端子分配表

3 小結(jié)

水是生命之源，如果水質(zhì)遭到破壞，那么一定會(huì)影響人類的生產(chǎn)，所以保護(hù)水資源，改善水質(zhì)是我們必須解決的難題.文中應(yīng)用PLC控制實(shí)現(xiàn)的污水處理系統(tǒng)，顯然是符合當(dāng)前當(dāng)前環(huán)保要求設(shè)計(jì)的，具有一定的借鑒意義.

〔1〕束慶和.PLC 控制技術(shù)在污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技資訊,2009（18104）:252-253.

〔2〕蔡曉萍.PLC 控制系統(tǒng)在污水處理廠的應(yīng)用[J].杭氧科技,2009（10601）:14-16.

〔3〕馮浩源.用PLC 控制污水處理[J].電氣時(shí)代,2010（34610）:102-104.

〔4〕丁鑫,王樂清.生活污水處理的PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2011（2405）:89-90.

〔5〕周磊.基于PLC 控制的生活污水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè),2012（2419）:169.