PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的運(yùn)用分析

魏旭超 秦少波 張濤

摘要：PLC系統(tǒng)所具備的使用方便、易現(xiàn)場調(diào)試、適應(yīng)性強(qiáng)、便于維修等應(yīng)用優(yōu)勢，需要加強(qiáng)對PLC系統(tǒng)應(yīng)用于污水處理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的研究，對此，可以從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，通過觀測PLC系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用情況，逐步完善此工藝所需的技術(shù)要點(diǎn)，以便能夠?qū)LC的優(yōu)點(diǎn)充分發(fā)揮出來，使污水處理實(shí)現(xiàn)均衡、高效和穩(wěn)定生產(chǎn)。本文基于PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的運(yùn)用分析展開論述。

關(guān)鍵詞：PLC;自動(dòng)控制系統(tǒng);污水處理;運(yùn)用分析

中圖分類號(hào)：X703? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，水資源日益緊缺，利用PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)可以對污水處理當(dāng)中的數(shù)據(jù)信息開展及時(shí)的收集工作，同時(shí)，利用該自動(dòng)控制系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析和保存，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制，進(jìn)一步提高了污水處理的自動(dòng)化水平，有助于我國水污染問題的處理。

1 PLC自動(dòng)控制技術(shù)概述

PLC自動(dòng)控制技術(shù)，即可進(jìn)行邏輯編輯的控制模式，與微型計(jì)算機(jī)具有一定的相似之處，也被成為可編輯邏輯控制器。該技術(shù)的形成，主要依賴于計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)，利用這一技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸、分析、存儲(chǔ)，提升自動(dòng)化程度。在諸多工業(yè)領(lǐng)域，PLC自動(dòng)控制技術(shù)運(yùn)用廣泛，有效提升生產(chǎn)質(zhì)量與效率。通過PLC自動(dòng)控制技術(shù)，其不僅具有較強(qiáng)的抗干擾能力，能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性;同時(shí)便捷性較強(qiáng)，能實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)。具體來說，PLC自動(dòng)控制技術(shù)具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：（1）PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，能夠減少故障發(fā)生的頻率，能夠有效的提升系統(tǒng)的安全性;（2）編程簡單，利用梯形圖編程方式進(jìn)行機(jī)電控制，操作十分便捷;（3）采用特定的封裝方式，適應(yīng)性較強(qiáng)，能夠適應(yīng)于很多復(fù)雜生產(chǎn)方式;（4）系統(tǒng)安裝設(shè)計(jì)都十分簡便，能夠減少維護(hù)工作量，避免不必要的浪費(fèi);（5）該系統(tǒng)采用統(tǒng)一的接線方式，提供不同端子用于鏈接工作。利用PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，收集變頻器以及傳感器中相關(guān)信息，并加以分析，做出具體的控制指令，并將這些指令發(fā)送到變頻器以及報(bào)警裝置中，以便能夠發(fā)揮作用，提升對變頻器的控制效果。

2 PLC應(yīng)用的優(yōu)勢

（1）實(shí)時(shí)性、功能較強(qiáng)。1臺(tái)PLC控制系統(tǒng)是由上千個(gè)編程元件所構(gòu)成，進(jìn)而具備良好的控制功能，還可將其與互聯(lián)網(wǎng)連接起來實(shí)施分散控制，最突出的是PLC控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的繼電器控制相比：可輕易改變邏輯或增加功能、控制速度快、有自我診斷功能、對程序執(zhí)行的監(jiān)控功能。（2）操作方法簡單、便捷。當(dāng)前，PLC控制系統(tǒng)最常見的編程即為語句表或是梯形圖，使用上述編程手段的優(yōu)勢便是簡單、便捷，并且具有較強(qiáng)規(guī)律性，對專業(yè)能力和理論知識(shí)的要求不是很高。同時(shí)，PLC控制系統(tǒng)的調(diào)試過程也非常容易，可在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下有序操作完成，便于工作人員準(zhǔn)確觀察二極管發(fā)出的信號(hào)，對于可能出現(xiàn)的問題及時(shí)調(diào)整改進(jìn)，對于整個(gè)過程的安全穩(wěn)定有著極大的幫助作用。（3）適用范圍較廣泛。根據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示可知，目前，PLC控制系統(tǒng)中的所有指標(biāo)均已達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，用戶可根據(jù)自身的實(shí)際需求自主選擇，進(jìn)而再借助不同的系統(tǒng)配置來滿足需求。（4）安全與可靠性較強(qiáng)。某種程度上，PLC控制系統(tǒng)還具備較強(qiáng)的抗干擾性能，具體可分為硬件和軟件2種類型，但總體來說硬件的出現(xiàn)頻率較低，反而是繼電器等軟件取得了廣泛應(yīng)用，進(jìn)而可有效解決因接觸不良導(dǎo)致的各種安全故障隱患。

3系統(tǒng)中PLC程序設(shè)計(jì)應(yīng)用分析

3.1硬件設(shè)計(jì)

PLC控制站中包含較多模塊，解決方案也較為多樣，分為冗余解決方法以及非冗余解決方案，這一過程中MBR采用冗余解決方案，其余的均采用非冗余解決方案，則以過程中應(yīng)保證CPU有兩個(gè)獨(dú)立接口，主頻達(dá)到450MHz，時(shí)間控制在100μs，將接口實(shí)現(xiàn)無縫切換。

3.2軟件設(shè)計(jì)

軟件的設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)對工藝過程快速的開發(fā)，通過圖形畫面的形式來加強(qiáng)對工藝的開發(fā)，利用圖形化工具來對開發(fā)圖形進(jìn)行制作，從而實(shí)現(xiàn)對圖形的更好的設(shè)計(jì)。

3.3上位機(jī)與下位機(jī)通信

PLC系統(tǒng)對MCGS進(jìn)行選取作為上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)觸摸屏一體機(jī)的建立，對處理現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并且通過對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)來對工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，從而在發(fā)現(xiàn)問題的時(shí)候能夠及時(shí)派工作人員進(jìn)行處理。下位機(jī)選取S7-1200PLC進(jìn)行現(xiàn)場控制，該機(jī)器產(chǎn)自西門子公司，通過對編程軟件來對污水處理系統(tǒng)進(jìn)行靈活的程序設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)開發(fā)商控制的要求，通信過程中需要對繼電器值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并且采取讀寫模式來進(jìn)行操控。通過PLC控制MCGS燈的過程中，模式應(yīng)該改為只讀模式，在軟件中采集OLC繼電器的值即可對燈光控制。設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該對任務(wù)的重要程度進(jìn)行排序，從而按順序發(fā)出指令至傳感器位置。

3.4實(shí)現(xiàn)

開展PLC設(shè)計(jì)工程過程中需要對水池的實(shí)際水位進(jìn)行準(zhǔn)確測量，采用低懸浮球放置于水池之中，從而通過低懸浮球的位置來對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，以確保編輯工程的數(shù)據(jù)有效性。

4污水處理中PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用分析

4.1細(xì)格柵裝置的自動(dòng)控制

在進(jìn)行污水處理時(shí)，需要借助細(xì)格柵裝置作用，起到過濾污水的作用，將自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)用在這一處理環(huán)節(jié)上，能實(shí)現(xiàn)合理控制水位差以及處理時(shí)間等，以便充分利用細(xì)格柵裝置運(yùn)用效果，做到對過濾流程的實(shí)時(shí)監(jiān)控及控制。當(dāng)系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)除污設(shè)施時(shí)，則在系統(tǒng)指令驅(qū)動(dòng)作用下，輸送機(jī)以及脫水機(jī)將開始運(yùn)轉(zhuǎn)，對污泥進(jìn)行有序處理。當(dāng)細(xì)格柵停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，需要延遲一段時(shí)間才能按停輸送機(jī)和脫水機(jī)，主要是為了保證污水處理的完整性。污水處理過程中管理工作的開展可借助監(jiān)控系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)來完成，在對自控系統(tǒng)運(yùn)行信息加以收集及分析后，能做到結(jié)合污水處理現(xiàn)場狀況有針對性地實(shí)施管理操作，并通過控制屏落實(shí)各項(xiàng)管理措施。如通過利用計(jì)算機(jī)設(shè)備，可進(jìn)行水位差值設(shè)定、細(xì)格柵運(yùn)行時(shí)間調(diào)整等，有利于提高管理效率，并能確保污水處理過程中的管理工作全方位開展。

4.2泵房自動(dòng)控制

為了加大對污水處理質(zhì)量及效率的控制，則應(yīng)在進(jìn)水泵房裝置上運(yùn)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，以便確保進(jìn)水泵房相關(guān)性能的有效發(fā)揮，保證進(jìn)水速度以及進(jìn)水量等滿足污水處理要求，在此基礎(chǔ)上，達(dá)到較好的污水處理成效。對于進(jìn)水泵房裝置來講，其對應(yīng)的自控流程主要是對水位值進(jìn)行測定的基礎(chǔ)上，根據(jù)測定數(shù)據(jù)自動(dòng)執(zhí)行進(jìn)水控制操作。當(dāng)水位升高至正常處理量時(shí)，則PLC自控系統(tǒng)將觸發(fā)控制按鈕，促使進(jìn)水泵房裝置開始運(yùn)行，需要嚴(yán)格按照水泵運(yùn)行時(shí)間來合理控制水泵啟動(dòng)順序，以便保證污水處理能在各裝置良好運(yùn)行的前提下，達(dá)到水資源回收利用的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。在水位降低的情況下，水泵控制按鈕將依次停止，標(biāo)志著進(jìn)水環(huán)節(jié)的完成。

結(jié)束語

隨著智慧城市的建設(shè)，自動(dòng)化控制已經(jīng)成為了多種工業(yè)生產(chǎn)線的基礎(chǔ)工程。不同產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求、能源消耗、人員配合情況不通，因而，在污水處理工程自動(dòng)化控制的優(yōu)化過程中，要利用PLC技術(shù)的特點(diǎn)、根據(jù)污水處理工藝的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，節(jié)約工程造價(jià)，以增強(qiáng)PLC技術(shù)在污水處理工程中的適應(yīng)能力。

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