PLC控制系統(tǒng)在污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘 要：隨著信息化的快速發(fā)展，污水處理系統(tǒng)中更多的會(huì)采用自動(dòng)化控制，工業(yè)排放的污水處理是一個(gè)亟需解決處理的社會(huì)問題，本文主要從系統(tǒng)功能及設(shè)計(jì)著手，建立一套工業(yè)污水處理系統(tǒng)，處理工業(yè)排放污水，以提高生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：工業(yè)污水處理；PLC；控制系統(tǒng)；控制算法

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）24-0350-01

1 前 言

隨著改革開放國(guó)家工業(yè)時(shí)代發(fā)展，工業(yè)污水的排放也隨之越來越多，而工業(yè)污水一直是影響我國(guó)生態(tài)環(huán)境的一個(gè)重要因素，因此現(xiàn)階段亟需解決工業(yè)污水處理的問題，本文主要從污水處理系統(tǒng)的功能、硬件、軟件、控制算法等方面研究，為建立一套污水處理系統(tǒng)，解決污水處理的難題。針對(duì)污水的實(shí)際背景選擇相應(yīng)的污水處理工藝，并且選擇合適型號(hào)的PLC，通過仿真之后檢測(cè)軟件是否能夠正常運(yùn)行，污水通過相應(yīng)的處理系統(tǒng)后，可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。調(diào)節(jié)設(shè)備為自動(dòng)工作狀態(tài)時(shí)，相關(guān)設(shè)備設(shè)置PLC程序，就能夠保證污水處理流程中的流入、反應(yīng)、沉淀、排放的自動(dòng)化。通過PL控制系統(tǒng)改造，從而使得自動(dòng)控制能力提高，避免在污水處理中投入大量的人力，提升污水處理廠的整體運(yùn)營(yíng)效率，最終通過科學(xué)的手段進(jìn)行污水處理廠生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)環(huán)節(jié)的有效處理。

2 系統(tǒng)功能

工業(yè)排放的污水處理一直是影響社會(huì)生態(tài)環(huán)境的棘手問題，亟需新的技術(shù)、新的系統(tǒng)能夠有效處理，提高生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量。本文中污水處理系統(tǒng)主要以PLC、變頻器等為基礎(chǔ)，在上位機(jī)平臺(tái)軟件之上設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，能夠有效處理工業(yè)排放的污水。①消防清潔的相關(guān)設(shè)備都是采用遠(yuǎn)程控制結(jié)合清潔結(jié)構(gòu)的方式，有別于傳統(tǒng)的人工與機(jī)械相結(jié)合的清潔方式，有效提高了污水處理的效率。系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)根據(jù)光透射率的數(shù)值自動(dòng)遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)氣缸運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)一邊噴灑一遍清潔其污垢，有效提高了清洗污水的清洗頭的壽命。②本系統(tǒng)中的污水液位、流量、紫外線輕度、燈管動(dòng)作等相關(guān)參數(shù)都是采用傳感器進(jìn)行采集，數(shù)據(jù)輸送至上位機(jī)軟件系統(tǒng)中，相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了集中化管理。③本系統(tǒng)中采用了智能控制算法，可根據(jù)光照強(qiáng)度、流管的流速等相關(guān)參數(shù)，調(diào)整其他相關(guān)參數(shù)，提高污水處理的質(zhì)量與效率，同時(shí)也可降低硫化氫中毒的風(fēng)險(xiǎn)。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)中主要采用德國(guó)西門子公司S7200的邏輯控制器PLC為主要的控制器。系統(tǒng)中采用流量計(jì)、PH計(jì)、超聲波液位計(jì)等傳感器的模擬數(shù)據(jù)經(jīng)過PLC中的功能模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)化成數(shù)字量，再經(jīng)過PLC的算法處理進(jìn)而輸出信號(hào)控制西門子變頻器，從而也實(shí)現(xiàn)對(duì)了對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制目的，從而控制相關(guān)參數(shù)。在污水處理部分采用采用電磁閥控制處理過程的相關(guān)動(dòng)作，進(jìn)而控制污水處理的質(zhì)量好壞。系統(tǒng)中采用上位機(jī)軟件應(yīng)用于觸摸屏之上，實(shí)現(xiàn)對(duì)下層數(shù)據(jù)的采集，對(duì)上層數(shù)據(jù)記性進(jìn)行集中管理。

3.2 軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)中的軟件主要有兩部分，第一部分為PLC控制程序主要實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量的數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換與控制，PLC主程序采集到傳感器的數(shù)值后經(jīng)過PLC控制器的計(jì)算后控制變頻器等，實(shí)現(xiàn)其他參數(shù)的控制目的。另一部分為上位機(jī)軟件界面部分，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的操作人員與系統(tǒng)之間的信息交流，監(jiān)控下位機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù)，提供控制操作、報(bào)警等相關(guān)功能，可手自動(dòng)互相切換，集中監(jiān)控系統(tǒng)中的液位、流量、壓力、電磁閥狀態(tài)、電機(jī)轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)。

3.3 控制算法

本系統(tǒng)中主要通過PLC采集下層的傳感器的模擬數(shù)據(jù)，后進(jìn)行轉(zhuǎn)換，再將數(shù)據(jù)與系統(tǒng)中設(shè)定的處置進(jìn)行對(duì)比，產(chǎn)生的誤差，從而計(jì)算出糾正值為輸入結(jié)果，控制相關(guān)傳感器的操作，進(jìn)而控制污水處理過程每個(gè)重要環(huán)節(jié)。

4 PLC控制站實(shí)現(xiàn)

4.1 #PLC

預(yù)處理站的控制主要設(shè)備是粗格柵、細(xì)格柵、提升泵房、砂水分離。粗、細(xì)格柵是由一種獨(dú)特的耙齒裝配成一組回轉(zhuǎn)格柵鏈，實(shí)現(xiàn)污水中的雜物攔截?fù)迫?，可根?jù)格柵前后的液位差自動(dòng)控制啟停格柵機(jī)。提升泵控制采用污水的液位來實(shí)現(xiàn)泵的啟動(dòng)和停止，其控制原則主要按照進(jìn)水水量，通過監(jiān)測(cè)進(jìn)水水量傳感器，液位達(dá)到高低設(shè)定值，PLC自動(dòng)控制啟動(dòng)提升泵，保證污水能在整個(gè)污水處理流程過程中流過，以達(dá)到凈化的效果。沉砂池主要根據(jù)工藝設(shè)定的時(shí)間及運(yùn)行時(shí)間自動(dòng)控制啟停。

CASS生化池，每個(gè)生化池分四格一組，分為生物選區(qū)、兼氧區(qū)、主反應(yīng)區(qū)，并按照設(shè)定的工藝時(shí)間順序完成進(jìn)水、曝氣、沉淀、閑置工藝周期并循環(huán)運(yùn)行。曝氣機(jī)的控制是通過編寫智能控制算法，控制鼓風(fēng)機(jī)中變頻器的轉(zhuǎn)速，從而控制曝氣機(jī)的曝氧量來改變反應(yīng)池中的溶解氧量值。脫水機(jī)房處理，控制的主要設(shè)備是加藥泵、污泥濃縮泵。根據(jù)儀表采集CASS生化池排出的水質(zhì)參數(shù)，在加藥泵房控制中設(shè)計(jì)相應(yīng)程序，可在線實(shí)時(shí)控制水質(zhì)參數(shù)，如pH值等，使出水的水質(zhì)排出達(dá)到國(guó)家排污標(biāo)準(zhǔn)

5 組態(tài)建立設(shè)計(jì)

（1）污水處理遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

此系統(tǒng)的控制軟件是MCGS組態(tài)軟件，形成相關(guān)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)軟件，借助對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息的獲取、處理報(bào)警信息以及對(duì)流程加以控制，并以報(bào)表的形式加以輸出等多種形式，從而使用戶以一種相對(duì)直觀的方式獲取解決實(shí)際問題的信息和方案。

（2）設(shè)計(jì)工程的具體系統(tǒng)組成以及工藝流程，對(duì)被監(jiān)控對(duì)象的特征、具體要求以及相關(guān)技術(shù)等加以設(shè)計(jì)。

（3）對(duì)工程建設(shè)的整體規(guī)劃和設(shè)計(jì)做出構(gòu)想，系統(tǒng)的主要功能，具體控制流程的實(shí)現(xiàn)方式以及適合用戶需要的界面窗口，具體展示的動(dòng)畫形式，以及在數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)數(shù)據(jù)變量的具體定義方式等。除此之外，需要結(jié)合工程設(shè)備的實(shí)際運(yùn)營(yíng)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)采集和輸出對(duì)應(yīng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的變量，分析同設(shè)備相鏈接的變量以及用于數(shù)據(jù)傳輸和呈現(xiàn)動(dòng)畫的變量。擬動(dòng)畫顯示的等。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文中的污水處理系統(tǒng)自動(dòng)化程度較高，主要是實(shí)現(xiàn)了紫外計(jì)量控制大腸桿菌的數(shù)量問題，提高了污水處理的效率，另外在加入采用控制算法后，系統(tǒng)對(duì)污水處理的過程中能夠自動(dòng)完成，提高了對(duì)系統(tǒng)的操作的便捷性以及系統(tǒng)的智能性，有助于工業(yè)污水處理。

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收稿日期：2018-7-21