基于PLC工業(yè)廢水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

王永樂(lè)

（河北天駿電子科技有限公司，河北　石家莊　050091）

1 系統(tǒng)介紹

污水凈化處理系統(tǒng)組成示意圖及信號(hào)布置如圖1所示：

1.1 工藝流程介紹

（1）污水流入，打開(kāi)手動(dòng)閥門1，污水進(jìn)入污水池，通過(guò)流量計(jì)到第一反應(yīng)池，根據(jù)流量計(jì)流量的大小和PH1檢測(cè)PH值得大小來(lái)控制變頻器的轉(zhuǎn)速，從而來(lái)控制加藥量的多少[1]。然后攪拌電動(dòng)機(jī)開(kāi)始攪拌，攪拌以后再通過(guò)PH2檢測(cè)PH值的大小，來(lái)確定是否繼續(xù)加藥。假如PH2檢測(cè)到的值大于7就繼續(xù)加藥，假如PH小于7則停止加藥，假如等于7，手動(dòng)閥門2打開(kāi)，流入緩沖池。

A、當(dāng)液位到液位傳感器SL1啟動(dòng)兩個(gè)提升泵。

B、當(dāng)液位到達(dá)液位傳感器SL2啟動(dòng)一個(gè)提升泵。

C、當(dāng)液位到液位傳感器SL3停止一個(gè)提升泵。

圖1 信號(hào)布置圖

圖2 系統(tǒng)配置圖

D、當(dāng)液位到達(dá)液位傳感器SL4停止兩個(gè)提升泵。

（2）污水PH值達(dá)不到排放的要求，繼續(xù)上述過(guò)程，直到達(dá)到排放要求。

1.2 控制任務(wù)和要求

（1）兩臺(tái)計(jì)量泵，可單獨(dú)進(jìn)行工作，也可以同時(shí)進(jìn)行工作，計(jì)量泵一主一輔。當(dāng)流量計(jì)的流量不變時(shí)，PH1檢測(cè)到的值大于7小于8，主計(jì)量泵工作，大于8小于9，主輔一起工作，小于7則停止計(jì)量泵工作[2]。流量計(jì)的流量從最小到最大的變化過(guò)程來(lái)控制主輔計(jì)量泵啟動(dòng)與停止。（2）攪拌電動(dòng)機(jī)不考慮正反轉(zhuǎn)；（3）PH2檢測(cè)到的PH值的大小來(lái)決定是否繼續(xù)加藥；（4）兩臺(tái)提升泵的主輔選擇，提升泵用星-三角降壓?jiǎn)?dòng)：

A、當(dāng)液位到液位傳感器SL1啟動(dòng)兩個(gè)提升泵。

B、當(dāng)液位到達(dá)液位傳感器SL2啟動(dòng)一個(gè)提升泵。

C、當(dāng)液位到液位傳感器SL3停止一個(gè)提升泵。

D、當(dāng)液位到達(dá)液位傳感器SL4停止兩個(gè)提升泵。

2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）確定PLC的型號(hào)和擴(kuò)展模塊的型號(hào)，系統(tǒng)配置圖如圖2所示：

（2）PLC的I/O配線圖，見(jiàn)表1。

此控制系統(tǒng)中因手動(dòng)部分較為簡(jiǎn)單，且只在PLC故障時(shí)使用，故可將手動(dòng)控制按鈕直接與負(fù)載相連，不再經(jīng)過(guò)PLC。需接入PLC的僅為8個(gè)輸入信號(hào)和5個(gè)輸出信號(hào)，為充分利用PLC的內(nèi)部資源，現(xiàn)選用FX1N-40M型PLC為例進(jìn)行設(shè)計(jì)。

在如下圖3的外部回路的連接圖[3]，在這個(gè)連接圖中有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

A、在控制電源的引入側(cè)設(shè)置了“運(yùn)行準(zhǔn)備”電路，在緊急情況下操作“緊急停止”按鈕，即可使PLC控制系統(tǒng)切除電源。

B、為消除電噪聲的侵入，提高系統(tǒng)的可靠性，使用了電源隔離變壓器。

C、手動(dòng)操作環(huán)節(jié)直接設(shè)在負(fù)載側(cè)

D、設(shè)置了一定的安全措施。如在接觸線圈上并接RC吸收回路，防止感性負(fù)載對(duì)PLC輸出元件的不良影響。

（3）提升泵的星-三角降壓?jiǎn)?dòng)。圖4中的FR為熱繼電器，SB3手動(dòng)啟動(dòng)按鈕，SB4為手動(dòng)停止按鈕，KA3自動(dòng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，K4自動(dòng)停止開(kāi)關(guān)，SA手動(dòng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。當(dāng)SA閉合時(shí)，手動(dòng)停止，自動(dòng)啟動(dòng)。當(dāng)SA打開(kāi)時(shí)，手動(dòng)啟動(dòng)，自動(dòng)不啟動(dòng)。KM7為電動(dòng)機(jī)的主接觸器，KM8為星啟動(dòng)的接觸器，KM9為三角運(yùn)行接觸器。

表1 I/O分配表

圖3 IO配線圖

圖4 提升泵圖

3 結(jié)論

污水處理，改變了企業(yè)本身以往用水的供水方式。如果加強(qiáng)污水再利用，加強(qiáng)污水的管理，那么會(huì)使我國(guó)的工業(yè)發(fā)展更合理、更有效、更加符合人民群眾的利益[4-7]。通過(guò)對(duì)污水管理機(jī)制的不斷完善，在政府、企業(yè)和公眾共同參與下，使有限的水資源發(fā)揮出最大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，加快建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的步伐，實(shí)現(xiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。我國(guó)節(jié)約用水潛力巨大，污水再利用將大有可為[8]。污水處理過(guò)的水是一種寶貴的隱性水資源，而且是一種更為經(jīng)濟(jì)的資源。實(shí)踐表明，節(jié)約用水和廢水再利用對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)人均水資源匱乏的發(fā)展中大國(guó)來(lái)說(shuō)，是當(dāng)前及今后我國(guó)面臨的一項(xiàng)長(zhǎng)期戰(zhàn)略任務(wù)[9-10]。

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