PLC技術(shù)在廠用生活污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘 要：為響應(yīng)國家節(jié)能減排號召，實(shí)現(xiàn)企業(yè)生活污水再利用，本文結(jié)合工程實(shí)例介紹了廠用生活污水處理的自動控制方法，并設(shè)計(jì)開發(fā)了一套基于施耐德PLC的軟硬件系統(tǒng)。該具有完善的系統(tǒng)連鎖保護(hù)功能，為企業(yè)生活污水處理提供了技術(shù)支持和可靠的后臺保障。

關(guān)鍵詞：污水處理；自動控制；PLC；環(huán)境保護(hù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.046

0 引言

2015年，習(xí)近平總書記在十八屆五中全會中提出“十三五”五大發(fā)展理念之一：綠色，這也是將生態(tài)文明建設(shè)融入經(jīng)濟(jì)、政治、文化、社會建設(shè)各方面和全過程的全新發(fā)展理念。為了控制環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)資源可持續(xù)發(fā)展，國家頒布了一系列關(guān)于環(huán)境保護(hù)政策和法規(guī)，采取了強(qiáng)強(qiáng)有力的對策和措施，防治和控制工業(yè)廢水的污染，以保障經(jīng)濟(jì)與環(huán)保齊頭并進(jìn)，協(xié)調(diào)發(fā)展。

廠用生活污水系統(tǒng)是企業(yè)作為耗能污染主體，主動承擔(dān)環(huán)境保護(hù)義務(wù)，將生活污廢水轉(zhuǎn)化為可再次利用的廠區(qū)綠化用水、景觀用水等進(jìn)行回用。符合國家對于節(jié)能減排、收舊利廢的大政方針，也有利于企業(yè)降低用水成本、環(huán)保降耗，將有限的資源循環(huán)利用，減少污染企業(yè)的能源消耗，在一定程度上減少了經(jīng)營成本。

1 污水處理的工藝流程

廢水自流進(jìn)入格柵渠，經(jīng)過格柵去除廢水中的大顆粒懸浮物后，自流至進(jìn)水池。進(jìn)水池中原水經(jīng)泵送至調(diào)節(jié)池均和水質(zhì)水量后，用泵提升至一沉池。廢水經(jīng)過初步去除廢水中所含的SS和COD后，自流進(jìn)入?yún)捬醭?，厭氧池的水解微生物利用胞外酶將大分子有機(jī)物分解成小分子有機(jī)物，將長鏈水解為短鏈、支鏈成直鏈、環(huán)狀結(jié)構(gòu)成直鏈或支鏈，提高污水的可生化性，并去除一定量的COD，出水自流進(jìn)入好氧池。通過池內(nèi)微生物的生化作用降解有機(jī)污染物質(zhì)，有機(jī)物經(jīng)過好氧生化降解后，可將廢水中的可生化降解的有機(jī)物基本去除。好氧池出水自流進(jìn)入二沉池，通過重力進(jìn)行固液分離，去除混合液中夾帶的生物絮體及其他雜質(zhì)。

2 軟硬件結(jié)構(gòu)及組態(tài)

2.1 控制邏輯及連鎖保護(hù)

控制邏輯既要保證設(shè)備單操正常，并且在設(shè)備發(fā)生故障時(shí)能夠形成邏輯聯(lián)鎖反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)工藝系統(tǒng)的自動保護(hù)控制。

（1）進(jìn)水池格柵清污機(jī)1臺，清污機(jī)能連續(xù)晝夜運(yùn)行，也能間隔一個(gè)時(shí)段運(yùn)行，且每天早9：00起運(yùn)行5min。

（2）污水提升泵3臺，2用1備，進(jìn)水池位處于高水位4m時(shí)畫面閃爍報(bào)警信號，高液位3.5m時(shí)提升泵啟動2臺，進(jìn)水池處于低液位1m時(shí)提升泵停止運(yùn)行。故障時(shí)切換備用泵。

（3）調(diào)節(jié)池供水泵4臺，一體化污水處理設(shè)備為2套。一號一體化污水處理設(shè)備1用1備，輪換運(yùn)行。二號一體化污水處理設(shè)備1用1備，8小時(shí)輪換運(yùn)行。調(diào)節(jié)池位處于高水位4m時(shí)畫面閃爍報(bào)警信號，高液位3.5m時(shí)每套一體化污水處理設(shè)備提升泵啟動1臺供水泵，調(diào)節(jié)池處于低液位1m時(shí)供水泵停止運(yùn)行。故障時(shí)切換備用泵。

（4）二沉池反洗泵2臺，#1、#2二沉池各一臺。反洗泵與供水泵聯(lián)鎖，相對應(yīng)的一體化污水處理設(shè)備的供水泵啟動，反洗泵啟動。反洗泵運(yùn)行3min后自動停止。

（5）二沉池排泥泵2臺，#1、#2二沉池各一臺。累計(jì)運(yùn)行6天早8：00和9：00排泥一次，每次排泥10分鐘。

（6）消毒池中間水泵2臺，1用1備，互為聯(lián)鎖。消毒池高水位報(bào)警時(shí)中間水泵啟動，消毒池處于低水位時(shí)停止運(yùn)行。故障時(shí)切換備用泵。

（7）清水池中水回用泵2臺，1用1備，互為聯(lián)鎖。清水池處于高水位4m時(shí)畫面閃爍報(bào)警信號，高液位3.5m時(shí)回用水泵啟動，清水池處于低液位1m時(shí)停止運(yùn)行。故障時(shí)切換備用泵。

（8）風(fēng)機(jī)4臺，#1、#2一體化污水處理設(shè)備各2臺，1用1備，輪換運(yùn)行。供水泵運(yùn)行時(shí)，風(fēng)機(jī)自動啟動進(jìn)行曝氣，供水泵停止時(shí)停止曝氣。調(diào)節(jié)池長時(shí)間缺水，供水泵停止時(shí)間超過2小時(shí)，風(fēng)機(jī)間斷運(yùn)行，每2小時(shí)運(yùn)行30分鐘，以保證生物膜的活性。故障時(shí)切換備用風(fēng)機(jī)。

2.2 軟硬件硬件組態(tài)

硬件系統(tǒng)可編程序控制器（PLC）采用施耐德公司QUANTUM 140CPU67260，帶有雙機(jī)熱備中央處理單元，冗余的電源模件，冗余的通訊模件，輸入輸出模件，存儲器，外殼，專用連接電纜及連接件和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)等。

邏輯組態(tài)使用Unity Pro XL，畫面組態(tài)為iFIX.5.5軟件。操作畫面如下圖所示：

軟件組態(tài)包括以下功能：

（1）工藝圖畫面。內(nèi)容有P&ID圖及圖上的測點(diǎn)、閥門、泵等

狀態(tài)的指示。必要的步序指示（包括執(zhí)行的步序、狀態(tài)、步序執(zhí)行的時(shí)間，步序設(shè)定時(shí)間等）、必要的設(shè)備工作狀態(tài)指示及設(shè)定等，必要的在線指導(dǎo)等。

（2）報(bào)警畫面。報(bào)警的各種指示等，包括閥門、泵等工藝設(shè)備的故障報(bào)警、高低液位、溫度、化學(xué)分析儀表等模擬量報(bào)警內(nèi)容。報(bào)警畫面中還有報(bào)警確認(rèn)和報(bào)警使能/禁止等功能。

（3）系統(tǒng)診斷畫面。包括上位機(jī)的工作狀態(tài)，每臺PLC的工作診斷以及通訊網(wǎng)絡(luò)的診斷等信息，主要供維護(hù)人員使用。

（4）在線幫助畫面。提供必要的在線幫助信息，包括各種操作指南，系統(tǒng)概述等信息。

（5）歷史趨勢畫面。提供按時(shí)間查詢的各種工藝參數(shù)的歷史趨勢曲線畫面并可按要求進(jìn)行打印、轉(zhuǎn)貯等。

（6）報(bào)表畫面。提供按時(shí)間或按事件的打印報(bào)表（包括班報(bào)，日報(bào)，周報(bào)等數(shù)據(jù)）并能隨時(shí)打印。

（7）參數(shù)設(shè)定畫面。對必要的工藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)定包括步序執(zhí)行的設(shè)定時(shí)間、高低液位報(bào)警值等。該畫面須特殊的用戶帳號才能進(jìn)入。

3 結(jié)束語

隨著污水處理技術(shù)的發(fā)展及水資源的不斷枯竭匱乏，僅僅水質(zhì)排放達(dá)標(biāo)已無法滿足當(dāng)今社會生活對于資源循環(huán)利用和環(huán)境保護(hù)的要求。本文通過應(yīng)用實(shí)例，闡述了PLC技術(shù)在廠用生活污水處理系統(tǒng)中的軟硬件使用方法，對污水處理系統(tǒng)應(yīng)用有參考意義，為輔控網(wǎng)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了有力的技術(shù)支撐。

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作者簡介：何樹勇（1984-），河北唐山人，助理工程師，主要從事電氣自動化方面研究和應(yīng)用。