PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用

劉振華

（煙臺(tái)市套子灣污水處理有限公司 山東煙臺(tái) 264000）

PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用

劉振華

（煙臺(tái)市套子灣污水處理有限公司 山東煙臺(tái) 264000）

作為新時(shí)期興起的一項(xiàng)重要發(fā)展技術(shù)，PLC自動(dòng)控制技術(shù)自開發(fā)以來(lái)受到了極大地關(guān)注及應(yīng)用，該技術(shù)通過(guò)對(duì)污水的新一輪加工處理，不僅確保了水資源在安全性能方面的要求，同時(shí)還能有效降低了一般水平下污水處理過(guò)程中的成本耗費(fèi)，本文就此展開深入討論。

PLC；自動(dòng)控制系統(tǒng)；污水處理

前言

隨著社會(huì)的發(fā)展和水資源的逐步匱乏，我國(guó)不僅面臨著水資源短缺的困境還涉及到水污染嚴(yán)重等問(wèn)題。因而，污水處理達(dá)標(biāo)排放已不能作為污水處理的最終目的，污水處理需要向著污水資源化的發(fā)展階段邁進(jìn)，做到水資源的再生和再利用。生活區(qū)生活污水不同于包括部分工業(yè)廢水的城市污水，其質(zhì)量特征是：水質(zhì)、水量變化系數(shù)較大，污染物濃度通常比城市污水低，污水可生性好，處理難度小，且由于其污染來(lái)源比較簡(jiǎn)單，從處理技術(shù)和處理成本角度考慮，具有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)可行性和很高的利用價(jià)值。

1 PLC污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)概述

可編程控制器（PLC）是當(dāng)前工業(yè)控制領(lǐng)域中應(yīng)用比較多的控制器類型之一，其以控制靈活、抗干擾能力較強(qiáng)、工作狀態(tài)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。PLC是由一類可編程的存儲(chǔ)器組成，主要用于存儲(chǔ)工作指令程序，如用于執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)等操作指令，以及通過(guò)數(shù)字或者模擬的方式進(jìn)行輸入/輸出，達(dá)到控制各類機(jī)械工作和生產(chǎn)過(guò)程的目的。就基于PLC的污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)而言其構(gòu)成相對(duì)要復(fù)雜一些，其主要由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成。

1.1 PLC污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成

一般情況下，污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)分上位監(jiān)視級(jí)和下位控制級(jí)兩個(gè)部分，上位監(jiān)視級(jí)由兩臺(tái)工控機(jī)和一臺(tái)打印機(jī)組成，兩臺(tái)工控機(jī)中一臺(tái)工控機(jī)使用另一臺(tái)工控機(jī)備用；工控機(jī)全天24h處于工作狀態(tài)，對(duì)污水處理過(guò)程進(jìn)行同步監(jiān)視及定時(shí)或者隨機(jī)打印系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，同時(shí)供工作人員監(jiān)視污水處理廠各泵房的生產(chǎn)運(yùn)行情況。下位控制級(jí)由四臺(tái)PLC構(gòu)成，分別放在進(jìn)水泵房、鼓風(fēng)機(jī)房、脫水車間和污泥泵房四處。上位監(jiān)視級(jí)的兩臺(tái)工控機(jī)與下位控制級(jí)的四臺(tái)PLC之間通過(guò)光纖介質(zhì)進(jìn)行通信。

1.2 PLC污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件構(gòu)成

污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件主要位于PLC上，PLC控制器使用Wond ware軟件進(jìn)行組態(tài)編用，該軟件以windows NT核心版本操作系統(tǒng)為運(yùn)行環(huán)境，具備在PC機(jī)上對(duì)PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)配置、程序編譯、控制和在線命令等功能。Wond ware軟件是一套公認(rèn)的功能比較強(qiáng)大的工業(yè)控制軟件，由于其良好的開發(fā)運(yùn)行環(huán)境和強(qiáng)大的PLC接口及通信協(xié)議，支持實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和高效完整的監(jiān)控語(yǔ)言及函數(shù)集，廣泛應(yīng)用于污水處理過(guò)程中的數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。

2 PLC污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

自動(dòng)化控制系統(tǒng)在污水處理廠內(nèi)有比較強(qiáng)大的功能，在降低職工勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)提高了污水的處理質(zhì)量。PLC污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)以其生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制、在線監(jiān)視、實(shí)時(shí)管理及故障報(bào)警、趨勢(shì)顯示與分析、連鎖保護(hù)及自動(dòng)生成報(bào)表等功能，保障了設(shè)備的正常運(yùn)行，有效提高了污水處理效率。

2.1 控制方式選擇

PLC污水處理控制系統(tǒng)提供了兩種控制方式，分別是中心控制和站點(diǎn)控制；其中中心控制、站點(diǎn)控制兩種控制方式都設(shè)計(jì)了手動(dòng)和自動(dòng)兩種選擇，手動(dòng)控制作為自動(dòng)控制的一種補(bǔ)存在，方便控制系統(tǒng)的人為介入，同時(shí)也為系統(tǒng)維護(hù)提供了極大便利。

2.2 在線監(jiān)視功能

通過(guò)對(duì)運(yùn)行設(shè)備的數(shù)據(jù)采集可以實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)視功能，在中控室能從電腦界面上詳細(xì)準(zhǔn)確地顯示現(xiàn)場(chǎng)的智能儀表測(cè)量的數(shù)據(jù)、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和通過(guò)數(shù)據(jù)采集分析管理后部分工藝參數(shù)的變化，使操作人員能及時(shí)準(zhǔn)確地掌握污水處理過(guò)程中的參數(shù)和設(shè)備的運(yùn)行狀況。進(jìn)而根據(jù)中控室計(jì)算機(jī)屏幕顯示的異常工作情況做出對(duì)應(yīng)的調(diào)整措施。

2.3 實(shí)時(shí)管理功能

PLC污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)，能夠?qū)芫€工藝資料及處理的數(shù)據(jù)等進(jìn)行分析、歸類，并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)方便管理使用。

（1）管線狀態(tài)參數(shù)的顯示；如污水處理廠線路走向、全線設(shè)備構(gòu)成及全線工藝流程等圖表、數(shù)據(jù)。

（2）操作過(guò)程實(shí)時(shí)記錄；對(duì)污水處理過(guò)程中涉及的各項(xiàng)操作按著時(shí)間順序進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，并存入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，必要時(shí)可以進(jìn)行打??；做到污水處理全程操作有據(jù)可查、確保工作人員安全規(guī)范操作。

（3）操作級(jí)別分別設(shè)置；PLC污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)中的所有操作都設(shè)置了保密級(jí)別，分為操作員和系統(tǒng)維護(hù)員兩個(gè)級(jí)別；操作與維護(hù)相分離，使用各自賬號(hào)、密碼登錄，不同級(jí)別的賬號(hào)、密碼可以完成不同操作，系統(tǒng)全程記錄登錄人員的操作信息；這樣做的目的之一是防止無(wú)關(guān)人員進(jìn)入，特別是防止非法人員進(jìn)入系統(tǒng)、破壞系統(tǒng)。

2.4 故障報(bào)警功能

當(dāng)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障時(shí)，PLC污水自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)按著事先制定的預(yù)案啟動(dòng)故障報(bào)警功能并對(duì)故障進(jìn)行初次處理。通過(guò)自動(dòng)化程序的設(shè)置就能在中控室出現(xiàn)預(yù)警提示，以便操作人員能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)污水處理過(guò)程中出現(xiàn)的故障，通過(guò)報(bào)警畫面及時(shí)提醒操作人員進(jìn)行相應(yīng)的處理，經(jīng)過(guò)與歷史曲線相對(duì)比、數(shù)據(jù)分析處理完畢后，進(jìn)行復(fù)位處理即能正常的工作。

2.5 趨勢(shì)顯示分析功能

PLC污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了提供趨勢(shì)顯示分析功能，分別以歷史趨勢(shì)圖和實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖顯示，主要以曲線方式顯示；歷史趨勢(shì)記錄顯示的是設(shè)備、儀器、儀表過(guò)去的運(yùn)行狀態(tài)，也可以查看過(guò)去某一時(shí)刻的設(shè)備、儀器、儀表的具體趨勢(shì)。實(shí)時(shí)趨勢(shì)則記錄顯示的是當(dāng)前生產(chǎn)過(guò)程中各設(shè)備、儀器、儀表的工作狀態(tài)及變化情況；可以依據(jù)實(shí)時(shí)趨勢(shì)信息對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)度管理。

2.6 連鎖保護(hù)與生成報(bào)表功能

通過(guò)PLC自動(dòng)化設(shè)置還能實(shí)現(xiàn)不同級(jí)別設(shè)備的連鎖保護(hù)功能，避免一個(gè)設(shè)備出現(xiàn)的問(wèn)題造成其他設(shè)備的損壞，提高設(shè)備的保護(hù)能力。報(bào)表自動(dòng)生成則是該系統(tǒng)的一項(xiàng)基本功能，主要配合重要操作數(shù)據(jù)、故障處理等的打印查看、備案及供工作人員參考。

3 結(jié)束語(yǔ)

總之，PLC設(shè)計(jì)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，自從投入使用以來(lái)，使得污水處理效率更高，極大地降低了勞動(dòng)力投入。在污水處理中，可以取得良好的污水處理效果。另外，軟件和硬件使用過(guò)程中，可以選擇模塊化的結(jié)構(gòu)，這樣更加方便工程技術(shù)人員的維修和安裝，進(jìn)一步保障了污水處理順利進(jìn)行。

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