基于西門子S7—300PLC的廢水處理混凝加藥過程控制

摘 要：該設計主要是針對印染過程中的廢水處理混凝加藥階段采用西門子s7-300PLC進行控制，該設計從混凝加藥生產(chǎn)工藝出發(fā)，在了解生產(chǎn)工藝要求的基礎之上選擇PLC模塊的型號和數(shù)量，完成整個硬件控制系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：混凝 加藥 PLC 控制

中圖分類號：X7文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）04（b）-0034-01

在國內(nèi)傳統(tǒng)的工業(yè)分類中，通常把織物的印花和染色統(tǒng)稱為印染行業(yè)。對于 印染行業(yè)中的染色廠，其實它并非只進行染色作業(yè)，從工藝上講，織物在染色之前必須進行練漂，在染色之后應進行整理，而每一步都會產(chǎn)生大量廢水，所以通常情況下，人們把練漂廢水、染色廢水和整理廢水統(tǒng)稱為染色廢水。隨著國家對環(huán)境保護的日益重視，解決廢水排污問題已成為重要課題。

1 印染廢水處理工藝流程（如圖1）

其中的混凝加藥單元是廢水處理系統(tǒng)中的首道工序，其完成的質(zhì)量如何，對后續(xù)廢水處理的效果影響很大。本設計主要是應用西門子S7-300PLC對混凝加藥單元進行控制，有效地控制加藥濃度以及加藥量，從而實現(xiàn)廢水處理第一階段的控制任務，達到自動控制的目的。

2 加藥和混凝工藝流程圖

廢水處理過程中加藥和混凝工藝流程如圖2所示。

加藥單元由三部分組成，1號加藥槽，2號加藥槽和3號加藥槽。其中1號加藥槽和2號加藥槽過程相同。從水處理工段來的脫鹽脫氧水與從濃硫罐來的藥水，在液液混合器中混合，混合后進入熟化槽充分攪拌，達到一定濃度后進入加藥槽。藥粉由固體進料機進入配制槽，與清水混合攪拌，達到一定濃度后進入3號加藥槽。

由加藥單元來的藥水經(jīng)計量泵計量進入混凝反應器；廢水經(jīng)計量泵計量進入混凝反應器；回流廢水和空氣進入容氣反應器，將廢水變換成泡沫狀進入穩(wěn)定罐，由分配器分流進入混凝反應器。三股流量充分混凝后進入下一單元進行處理（如圖3）。

3 系統(tǒng)控制要求

在整個的系統(tǒng)中，有溫度控制、液位控制、流量控制、壓力控制等，這些都不是通過人工控制就能達到很精確的控制要求的。西門子S7-300系列PLC在工業(yè)生產(chǎn)中應用很廣，其硬件性能穩(wěn)定可靠，I/O模塊選擇靈活；軟件功能齊全，編程方便，人機對話的可視性好?；谝陨螾LC所具有的優(yōu)點，我們在本次設計中采用西門子S7-300系列PLC來實現(xiàn)對廢水處理混凝加藥過程需要控制的參數(shù)進行控制，在該設計中用到的模塊主要有CPU315-2DP、電源PS307、SM321、SM322、SM331、SM332、機架。

4 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)信號輸入，輸出及各模塊分配情況，本設計采用西門子S7-300 PLC連接現(xiàn)場儀表與上位機，構(gòu)成了一個DCS控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對整個生產(chǎn)過程的分散控制，集中管理。

5 典型控制方案說明

5.1 典型控制方案

（1）液位控制

本設計主要涉及配藥槽及加藥槽的液位控制，液位不能太高，也不能太低，這就要求在槽上安裝LT液位變送，實時監(jiān)測槽的液位。

（2）壓力控制

壓力是實際生產(chǎn)過程中一個相當重要的參數(shù)，它關(guān)系到生產(chǎn)安全，人身安全。本工段涉及到的壓力控制主要是混凝反應器入口及出口壓力，容器泵入口及出口壓力。

（3）流量控制

本工藝涉及到很多流量控制的要求，大多都是單回路控制。流量信號經(jīng)溫度變送器測量出送入到PLC的模擬量輸入模塊，再送入到CPU中，與設定值比較之后，經(jīng)PID調(diào)節(jié)，輸出控制信號，將該信號經(jīng)線性化處理送到模擬量輸出模塊輸出，調(diào)節(jié)閥門開度。

（4）計量泵啟?？刂疲竟に囍饕鞘旎塾嬃勘脝⑼？刂啤?/p>

根據(jù)以上具體的系統(tǒng)控制要求我們所需要完成的主要任務是熟悉混凝加藥工藝流程，了解各對應測控點的作用和目的。根據(jù)測控點的要求選擇對應的測控儀表設備。根據(jù)測控儀表的接線要求列出測控點統(tǒng)計表。根據(jù)測控點分類表選擇S7-300 PLC接口模塊種類和數(shù)量。選擇PLC其它模塊及CPU模塊，完成整個硬件系統(tǒng)。

5.2 典型儀表接線圖

在本控制系統(tǒng)中涉及到很多的儀表設備，如溫度、壓力的變送器，變頻器，閥門等。它們都要接入PLC模塊，才能有效地傳輸信號，達到控制的目的。

6 結(jié)語

經(jīng)過幾個月的努力，完成了項目資料的收集、工程應用和論文的形成，不僅了解了廢水處理過程，還認識到無論做什么工作，都需要踏實，勤奮，嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。但本人所學知識有限，經(jīng)驗不足，在此過程中難免存在一些錯誤和不足之處，懇請各位老師給予批評和指正。

參考文獻

[1]潘濤.廢水處理過程控制儀器儀表[M].北京：化學工業(yè)出版社，2012.

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