基于工控組態(tài)軟件的污水處理監(jiān)控系統(tǒng)

卜閃閃

摘 要：隨著人們生活水平的不斷提高，環(huán)境意識越來越強，政府對工業(yè)污水的處理也越來越重視。本設(shè)計針對某個工廠排放的污水進行處理，并通過工控組態(tài)軟件MCGS進行監(jiān)控，達到工業(yè)污水清理的目的。

關(guān)鍵詞：污水處理；組態(tài)軟件

1 設(shè)計背景

城市工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，城市規(guī)模的日益擴大，導(dǎo)致工業(yè)廢水和生活污水排出量日益增多，致使城市周圍環(huán)境污染十分嚴(yán)重。但是，根據(jù)這幾年的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，我國污水處理自控系統(tǒng)相對落后，全國城市污廢水的處理率（達排放標(biāo)準(zhǔn)的）僅有20%左右，污水處理成本居高不下，污水處理的自動化水平低，在處理過程中由于管理不當(dāng)會出現(xiàn)一些安全問題，甚至有些地方不重視污水處理，導(dǎo)致水污染嚴(yán)重，甚至一些地方出現(xiàn)了“癌癥村”，威脅著人類的健康。因此，水污染治理迫切需要，特別是高效、安全、低成本的治理方法尤其重要。綜上，建立有效合理的污水處理監(jiān)控系統(tǒng)，是十分有必要的。

2 控制要求

工作示意圖如下：

按下啟動按鈕，系統(tǒng)開始工作，攪拌器一直攪拌，刮泥機正常工作。按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作。此外：

1）流量控制：由流量計檢測流量，并由進水閥調(diào)整流量。

a.水流過慢，進水閥開大，使水流加大；

b.水流過快，關(guān)小進水閥，逝水流減速；

c.水流適中，保持進水閥不變。

2）中和處理：由PH測量計測量污水的酸堿度，方法是利用加酸閥，加堿閥，使得酸堿度能夠中和。

a.水質(zhì)為酸性，發(fā)出報警，加堿閥打開；

b.水質(zhì)為堿性，發(fā)出報警，加酸閥打開；

c.水質(zhì)正常，不報警，加酸閥，加堿閥均關(guān)閉。

3）溫度處理：由溫度計檢測水溫，若水溫過高，加水降溫。

a. 水溫過高，加水閥打開，注入冷卻水；

b.水溫正常，關(guān)閉加水閥。

4）水位控制：由水位計檢測處理池水位。

3 總體設(shè)計

整個設(shè)計過程，要求系統(tǒng)能手動和自動實現(xiàn)工業(yè)污水處理工藝流程的過程控制。即分為手動控制和自動控制。兩者均在觸摸屏上完成，觸摸屏使用MCGS組態(tài)軟件監(jiān)控。在手動控制時，可以實現(xiàn)各個部分的單畫面單一完成，只需要選擇按鈕操作，而不用監(jiān)測傳感器狀態(tài)，是自動控制的補充說明。在自動控制下則是根據(jù)傳感器所監(jiān)測的信號進行控制，整個環(huán)節(jié)是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，整個監(jiān)控通過計算機自動調(diào)節(jié)，高效，安全。在自動狀態(tài)下，實現(xiàn)的工作有：

1）接通電源，啟動潛水?dāng)嚢杵骱凸文鄼C，選擇自動控制模式。

2）根據(jù)流量計檢測流量，自動調(diào)節(jié)水流大小。

3）根據(jù)反饋回來的PH值，自動調(diào)節(jié)酸堿度，使處理后的水質(zhì)保持平穩(wěn)適中的酸堿度。

4）進水泵房中的潛水泵根據(jù)液面高低進行運行、停止的控制。

5）整個系統(tǒng)操作完全由觸摸屏實現(xiàn)。

6）上位機監(jiān)控選擇MCGS工控組態(tài)軟件。系統(tǒng)能實現(xiàn)整個工作過程，設(shè)備狀態(tài)，報警記錄，數(shù)據(jù)顯示的實時監(jiān)控。

下位機使用PLC進行系統(tǒng)控制。采用三菱FX3U型PLC，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)可以實現(xiàn)與現(xiàn)場采集信息的傳感器，用于顯示的自動化儀表，以及用于出送數(shù)據(jù)的變送器相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)間的提取，轉(zhuǎn)換管理。為了增加安全性，一般情況下會對電路中的短路、斷路現(xiàn)象，電機出現(xiàn)過載時的情況設(shè)置報警界面。

FX系列的PLC可靠性很高，抗干擾能力強，平均無故障時間可以達到30萬小時以上。另外，它帶有硬件故障自我檢測功能，當(dāng)有故障出現(xiàn)時可以發(fā)出警報信息。。這種PLC的功能完善，適用性強，具有完善的處理數(shù)據(jù)的能力。近年隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，功能單元的完善，使PLC已經(jīng)非常完美的滲透到了位置控制、溫度控制、厚度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC維護方便，容易改造，大大減少了控制設(shè)備外部的接線。這樣通過分配PLC的I＼O可以實現(xiàn)對流量控制、中和處理、溫度處理、水位控制等控制要求。

觸摸屏實現(xiàn)對污水站所采集的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)中的控制參數(shù)進行設(shè)定，系統(tǒng)采用MCGS組態(tài)軟件，該軟件使用簡單易學(xué)，功能強大，可以實現(xiàn)對監(jiān)控設(shè)備的運行及控制狀態(tài)進行監(jiān)測，繪制歷史曲線和實時曲線。污水處理工藝監(jiān)控界面，包含封面，控制操作界面、工作過程監(jiān)控界面，實時曲線，歷史曲線，報警畫面等等。 界面中的各參數(shù)值則是根據(jù)下位機PLC變化的，實現(xiàn)上位機和下位機的對接，安全可靠。工作人員通過觀察折現(xiàn)參數(shù)變化來對污水處理系統(tǒng)進行實時監(jiān)測、記錄、處理和顯示。

4 總結(jié)

本文采用工控組態(tài)軟件對污水處理系統(tǒng)進行監(jiān)控，通過系統(tǒng)設(shè)置可以實現(xiàn)對污水高效處理，處理過程采用閉環(huán)控制，實現(xiàn)無人操作，降低成本，提高了污水處理的效率，由于設(shè)置安全警報可以保護設(shè)備安全運行，意義重大。

參考文獻：

[1] 常曉玲.電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004（1）.

[2] 孫振強，王暉，孫玉峰.可編程控制原理及應(yīng)用教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005（2）.