PLC在污水處理自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

燕敏 崔桂梅

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，我國的工業(yè)發(fā)展取得了很大程度上的進(jìn)步，污水處理是工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的一個環(huán)節(jié)，隨著工業(yè)現(xiàn)代化的推進(jìn)，污水處理控制系統(tǒng)日益發(fā)展與完善，并與其它技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起。本文主要針對西門子S7系列PLC在污水處理自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行研究與分析。

關(guān)鍵詞：污水處理；西門子；PLC控制系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.111

1 西門子S7系列簡述

西門子S7系列由德國西門子公司制造并生產(chǎn)，目前在化工、冶金等領(lǐng)域發(fā)揮了重要的優(yōu)勢，應(yīng)用也相對廣泛。西門子S7系列不僅具有體積小、速度快的特點，同時它在網(wǎng)絡(luò)通信能力方面發(fā)揮了更為強(qiáng)大的功能，具有較高的可靠性與穩(wěn)定性。一般情況下，當(dāng)PLC投入到運(yùn)行中，主要存在著三個階段的工作過程，分別為輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段以及輸出刷新階段。在輸入采樣階段中，PLC的掃描方式會對相關(guān)的額輸入狀態(tài)與數(shù)據(jù)進(jìn)行依次讀入，并在此基礎(chǔ)之上將之存入I/O印象區(qū)的單元中；在程序執(zhí)行階段，PLC會對用戶程序進(jìn)行一定程度的掃描，且在掃描的過程中按照自上而下的順序進(jìn)行；在輸出刷新階段，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)對所有的輸出鎖存電路進(jìn)行刷新處理，并在此前提之下對相關(guān)外設(shè)進(jìn)行有效的驅(qū)動。

2 污水處理的流程

就目前情況而言，對于污水的處理方法多種多樣，大體上可以分為三類，分別為物理處理法、生物處理法以及化學(xué)處理法，三種處理方法各有特色?，F(xiàn)階段，大多是將三種處理方法綜合運(yùn)用，所取得了效果也較為良好。污水處理流程主要有三個階段，如下：①第一步需要對污水進(jìn)行預(yù)處理操作，先將污水送入到粗格柵除污機(jī)進(jìn)行處理，然后啟動污水提升泵，將污水送入到回旋式細(xì)格柵除污機(jī)進(jìn)行一定程度的細(xì)篩處理，最后再將已經(jīng)經(jīng)過兩道工序處理過后的污水注入到旋流沉砂池中進(jìn)行沙泥沉淀；②預(yù)處理完成之后，第二步需要對污水進(jìn)行凈化處理，將預(yù)處理完成之后的污水送入到一次分配井當(dāng)中，然后再進(jìn)一步通過氧化溝進(jìn)入到二次分配井中，最后污水會進(jìn)入到污泥泵房，在其中進(jìn)行相應(yīng)的二次沉淀與消毒操作；③污水處理的第三步為污泥處理，在這一階段主要是對第一階段與第二階段污水處理所產(chǎn)生的污泥進(jìn)行一定程度的處理，一般情況下都是經(jīng)過發(fā)酵、消毒、脫水等工序，最終轉(zhuǎn)變?yōu)檎託馀c化肥。

3 PLC控制系統(tǒng)

A公司的廢水處理站主要存在著兩種控制方式，一種為現(xiàn)場手動控制，另一種為PLC自動控制。通過現(xiàn)場手動控制方式進(jìn)行控制的過程之中，需要對各電氣站點進(jìn)行就地控制箱進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，就地控制箱的設(shè)置能夠?qū)崿F(xiàn)對于各個操控設(shè)備與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的啟動與停止；而對于PLC自動控制方式而言，主要是由PLC有效結(jié)合設(shè)備采集數(shù)據(jù)與系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的邏輯關(guān)系，并在此基礎(chǔ)之上實現(xiàn)對于各個站點內(nèi)電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的自動控制。

系統(tǒng)供電的安全性與可靠性高，在系統(tǒng)機(jī)柜之內(nèi)，220V交流電源與24V直流電源都是接入到UPS電源系統(tǒng)，在這種情況之下，即使外部電源發(fā)生故障并導(dǎo)致斷電，系統(tǒng)仍然可以通過UPS電源系統(tǒng)繼續(xù)供電，供電維持可達(dá)1小時，PLC系統(tǒng)供電便不會受到影響。在控制程序的編寫上，主要采用的是結(jié)構(gòu)化的編程方式，這種編程方式能夠?qū)φ卓刂葡到y(tǒng)進(jìn)行有效的調(diào)試與維護(hù)，除此之外，還可以根據(jù)實際情況對相應(yīng)的控制功能進(jìn)行變更，如此一來，系統(tǒng)的可維護(hù)性與可擴(kuò)展性得到了很大程度上的提高。

4 控制系統(tǒng)工藝流程

（1）報警信息欄：報警信息欄位于整個操作界面的最上端，這一信息欄的主要作用是對系統(tǒng)報警記錄進(jìn)行顯示。

（2）按鈕：在整個操作控制系統(tǒng)中，有很多按鈕，將其按照功能的差異性進(jìn)行分類主要分為三種，第一種是畫面調(diào)出按鈕；第二種為系統(tǒng)共用按鈕，例如“ Reset”按鈕是系統(tǒng)所有設(shè)備的復(fù)位按鈕，“Mute”按鈕是系統(tǒng)蜂鳴器的靜音按鈕；第三種為系統(tǒng)信息指示按鈕，系統(tǒng)中一旦出現(xiàn)了新的報警，這一類型的按鈕背景色會發(fā)生轉(zhuǎn)變，由原先的黑色變?yōu)榧t色，并且發(fā)生閃爍。

（3）設(shè)備操作面板：在整個操作界面中存在著多個設(shè)備操作面板，就以閥門操作面板為例，閥門狀態(tài)在操作面板上有三個顯示項，分別為打開、關(guān)閉與異常，通過觀察操作面板能夠清晰地知道當(dāng)前閥門的狀態(tài)。而“自動/手動”開關(guān)的主要作用則是對閥門的控制方式進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，兩者在操作面板上所顯示的顏色不同。當(dāng)閥門處于手動控制狀態(tài)時，閥門開關(guān)會受到開關(guān)按鈕的完全控制，而如果閥門處于自動控制狀態(tài)時，開關(guān)按鈕便不能夠?qū)ζ溥M(jìn)行完全控制，但也是閥門開關(guān)的重要條件。

（4）工藝管線：在整個操作界面中，工藝管線部分存在著三種顏色，這三種顏色又分別對應(yīng)了三種差異性的管線，紫色對應(yīng)空氣管線，藍(lán)色是對應(yīng)加藥管線，綠色對應(yīng)污水管線。

（5）系統(tǒng)報警畫面：系統(tǒng)報警畫面是操作系統(tǒng)中自帶的控件，以表格的形式呈現(xiàn)，如果出現(xiàn)了新的系統(tǒng)報警，那么這一報警條目則會顯示在表格的最下面一行，顯示為紅色并進(jìn)行閃爍；如果報警出現(xiàn)之后隨即消失則條目顯示為綠色；如果系統(tǒng)報警已經(jīng)經(jīng)過人為的確認(rèn)并處理，則條目顯示為藍(lán)色。

5 結(jié)束語

本文主要針對西門子S7系列PLC在污水處理自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行研究與分析。首先對西門子S7系列與污水處理的流程進(jìn)行了一定程度上的介紹，然后在這一基礎(chǔ)之上對PLC控制系統(tǒng)及其主要特色進(jìn)行了分析，指出了控制系統(tǒng)的安全性與可靠性。最后從報警信息欄、按鈕、設(shè)備操作面板、工藝管線以及系統(tǒng)報警畫面五個方面探究了控制系統(tǒng)的工藝流程。

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