電氣自動化控制系統(tǒng)在城市污水處理中的應(yīng)用

宋清艷

摘 要：針對城市中污水處理困難的問題，本文設(shè)計了基于PLC的城市污水處理方案，結(jié)合銅川市耀州區(qū)污水處理廠的自動化設(shè)備，以西門子S7-200PLC為控制器，系統(tǒng)介紹污水處理自動化過程，對某些典型工藝流程加以介紹。為污水處理PLC控制提供借鑒。

關(guān)鍵詞：污水處理；自動化控制系統(tǒng)；PLC

中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）16-0015-01

1 概述

隨著人民生活的日益提高，生活用水也越來越多，排放的污水也越來越多，為了提高生活質(zhì)量，將污水及時處理變得日益重要。我國的污水處理廠分為三類，大型處理廠，即日處理量大于100000立方米；中型處理廠，即日處理量在10000到100000立方米之間；小型處理廠，即日處理量小于10000立方米。現(xiàn)在大型處理廠越來越少，小型處理廠越來越多，如果將小型處理廠的技術(shù)難題解決，將極大的改善我國污水處理能力。發(fā)展自動化污水處理技術(shù)將有效的解決小型污水廠處理污水的難題[1-4]。

2 自動控制在實際應(yīng)用中的舉例

本文以為銅川市新耀污水處理廠為例，簡要典型自動化控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用，針對尚需解決的問題，提出合理的解決方案。

2.1 自動控制系統(tǒng)的組成及功能

該廠采用的自動化控制系統(tǒng)由中央監(jiān)管理計算機(jī)和PLC現(xiàn)場控制子站組成。它們通過工業(yè)以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享與交換。在監(jiān)控中心有全套監(jiān)控設(shè)備，打印存儲數(shù)據(jù)設(shè)備，調(diào)度管理設(shè)備以及其他輔助設(shè)備。

系統(tǒng)組成為：監(jiān)控管理計算機(jī)系統(tǒng)、2PLC現(xiàn)場控制子站、主要工段的控制要求、粗細(xì)格柵及進(jìn)水泵池、計量井、曝氣沉砂池、生化處理系統(tǒng)、沉淀池、儲泥池、接觸池、接觸池中設(shè)置pH計、全自動采樣器、污水分析儀、實時監(jiān)控儀和水質(zhì)分析儀。

監(jiān)控管理計算機(jī)系統(tǒng)為：兩臺監(jiān)控管理計算機(jī)，兩臺監(jiān)控管理計算機(jī)可分擔(dān)不同功能，故障時可互為備用，計算機(jī)配合有彩色顯示器、打印機(jī)、鍵盤等。

PLC現(xiàn)場控制子站設(shè)置三個現(xiàn)場控制站和一個中央控制室。中央控制站位于綜合樓中心控制室，并通過通訊總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送。整個污水處理廠設(shè)三套PLC，分別位于變配電站、脫水機(jī)房、回用水濾站。負(fù)責(zé)各自轄區(qū)模擬量、開關(guān)量的數(shù)據(jù)采集和運(yùn)行控制。PLC現(xiàn)場子站選用可編程控制器，PLC為模塊化結(jié)構(gòu)。并且PLC子站與相應(yīng)的MCC置于同一地點，同時對于設(shè)備較集中又遠(yuǎn)離子站的現(xiàn)場設(shè)置遠(yuǎn)程I/O由通訊電纜連接[5]。

2.2 污水處理解決方案

采樣西門子200對主要參數(shù)進(jìn)行控制，在線監(jiān)測，根據(jù)控制的結(jié)果實時調(diào)節(jié)各個控制量，以達(dá)到最佳的控制效果。具體控制原理如圖1所示。首先PLC通過AD模塊將各種參數(shù)采集到PLC中，結(jié)合事先設(shè)定好的軟件，對輸入數(shù)據(jù)處理，根據(jù)處理的結(jié)果輸出去控制調(diào)節(jié)閥。經(jīng)過這樣精確的控制能夠非常有效的解決污水處理的難題。

3 城市污水處理WinCC組態(tài)畫面的設(shè)計

在設(shè)計各個畫面之前，需要對其進(jìn)行布局，制訂相應(yīng)的計劃。越復(fù)雜的組態(tài)過程，越需要詳細(xì)地計劃。具體設(shè)計步驟為：

3.1 激活運(yùn)行系統(tǒng)

在圖形編輯器中，單擊“文件”菜單下的“激活運(yùn)行系統(tǒng)”或者單擊“工具欄”的按鈕，就可以激活運(yùn)行系統(tǒng)。

3.2 退出WinCC運(yùn)行系統(tǒng)

當(dāng)整個畫面的運(yùn)行成功或者需要立即退出運(yùn)行系統(tǒng)，就可以創(chuàng)建一個關(guān)閉運(yùn)行系統(tǒng)的動作。

3.3 組態(tài)對象的屬性設(shè)計方法

（1）I/O域?qū)ο蟮慕M態(tài)屬性設(shè)置，用于現(xiàn)場數(shù)據(jù)的顯示和模擬量調(diào)試的輸入。在打開的一個圖形畫面的對象選項板上，選擇右邊窗口智能對象中的“輸入/輸出域”將其拖進(jìn)畫面中。

（2）組態(tài)按鈕的屬性設(shè)置，在圖形編輯器的對象選項板中，找到窗口對象，選擇圓形按鈕，將其拖入畫面中，放置在合適的位置，再進(jìn)行屬性設(shè)置。

（3）組態(tài)閥門的屬性設(shè)置，進(jìn)行對象屬性的設(shè)置。當(dāng)閥門開啟時，顏色就會變?yōu)榫G色；關(guān)閉時，顏色就會顯示為黃色。

（4）組態(tài)一個棒圖的屬性設(shè)置，

在石灰漿制備畫面中，為了更好的顯示出石灰倉中的重量，選擇智能對象中的棒圖對倉內(nèi)的石灰重量進(jìn)行標(biāo)識。

（5）報警記錄設(shè)置，在報警記錄中組態(tài)消息，在圖形編輯器中插入報警控件，并組態(tài)控件的屬性，在項目的計算機(jī)屬性的啟動列表中選擇“報警記錄運(yùn)行系統(tǒng)”選項。

3 結(jié)語

該計算機(jī)測控管理系統(tǒng)實現(xiàn)了污水處理廠的自動化運(yùn)行，不僅減輕了工人力，而且提高了污水處理效率，并實現(xiàn)了污水處理廠生產(chǎn)管理的科學(xué)性。運(yùn)行平穩(wěn)，不僅改善了人民的生活環(huán)境，并且為銅川市的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮了積極的作用，取得了社會和經(jīng)濟(jì)雙重效益。

參考文獻(xiàn)

[1]張愛勇，肖羽堂，呂曉龍，等.光催化膜反應(yīng)器在污廢水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代化工，2006，26（10）：25-30.

[2]梁祝，倪晉仁.農(nóng)村生活污水處理技術(shù)與政策選擇[J].中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2007，7（3）：18-22.

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[5]牛學(xué)義.濟(jì)寧污水處理廠控制系統(tǒng)的特點[J].給水排水，2000，26（6）：75-78.endprint