西門子S7-1500PLC在水處理裝置的應用

盛承輝

【摘要】近年來，西門子PLC控制器已在污水處理工程控制系統(tǒng)中獲得了廣泛應用，隨著該控制器的不斷升級，新一代S7-1500的處理速度更快，聯(lián)網(wǎng)能力更強，診斷能力和安全性更高，不僅可節(jié)省成本，提高生產(chǎn)效率，而且安全可靠，維護簡單方便，真正成為污水處理工程的首選控制器?；诖?，本文引入了污水處理中的西門子PLC管理系統(tǒng)，并采用S7-1500PLC描述了污水處理的基本過程，以探究西門子S7-1500PLC系統(tǒng)在污水處理控制系統(tǒng)中的實際運用，以期推動污水處理控制系統(tǒng)效率的提高，并增強污水處理設備的有效性。

【關鍵詞】西門子S7-1500; PLC;水處理

西門子PLC控制器系統(tǒng)因為自身超強的功能，而倍受污水處理業(yè)界關注，技術人員通過該系統(tǒng)就能夠快捷地完成取樣和數(shù)據(jù)傳送等工作，使污泥中的各種污染指數(shù)迅速獲取，進而提高了污水處理工藝的針對性。在此基礎上啟用了自動化功能，發(fā)送處理命令，裝置接收命令，將可高效開展污水處理，整個操作簡便、快速，處理效果理想。

1 ?污水處理中西門子S7-1500PLC工作原理

當S7-1500PLC在工作的時候，其工作可分為三種階段：即S7-1500PLC的入口采集。而在此階段，PLC將會以掃描的形式對數(shù)據(jù)信息、輸入輸出狀況等予以讀出，而當讀出采集工作完成后，將數(shù)據(jù)輸入后二個階段即為客戶程序運行與輸入輸出刷新。即PLC客戶程序運行。PLC在工作時間以梯形的模型自上而下的完成程序掃描圖，并在梯形每一層中又完成了由左往右的掃描圖，之后經(jīng)過計算并得到了計算結論，接著自動開始刷新以找到相應于RAM保存中的數(shù)值，之后再找到I/O映像中相應的狀況，結束再提供所要運行的指令。即PLC刷新輸入輸出。何為所謂刷新輸入輸出，也就是PLC的真正輸入與輸出。在用戶運行后的階段，由PLC的CPU先找到各種數(shù)據(jù)及相應的I/O映像，接著再經(jīng)過輸入輸出鎖存電路工作，結束再把指令傳至相關的裝置中，執(zhí)行其命令。

2 ?西門子PLC控制器在水處理控制系統(tǒng)中的運用

在污水處理的系統(tǒng)工程設計環(huán)節(jié)，可以應用于S7-1500PLC系統(tǒng)，以增加體系設計的合理性和全面性，而這本身也對污水處理效果的提高大有裨益。當然在更具體的應用環(huán)節(jié)，必須根據(jù)當前的污水處理過程實際，進一步優(yōu)化了相應的產(chǎn)品設計工作，這樣一來西門子S7-1500PLC系統(tǒng)的優(yōu)越性才能夠完全彰顯。根據(jù)城市污水處理過程監(jiān)控的具體要求，通過優(yōu)化系統(tǒng)整體框架工程設計，以及西門子PLC控制器的廣泛使用，將城市污水處理過程的實際系統(tǒng)設計成為集散型控制系統(tǒng)，以監(jiān)控層、管理人員工作為重點內(nèi)容，監(jiān)控層擔負污水處理工藝的自動化操作控制，而管理人員則擔負著城市污水處理流程監(jiān)測和各種污染指數(shù)的分析等工作。

2.1 ?S7-1500PLC運用于污水預處理階段

預處理的第一步將污水帶入粗格柵除污器，第二步污水經(jīng)提升泵送入回旋型的細格柵除污器中進行細篩，第三步將細篩后的污水再投入旋流沉砂池中。在旋流沉砂池進行沙泥的沉積，這就是預處理過程。

污水處理廠運用PLC對粗格柵除污機進行控制，只要啟動自動按鈕就能按照原先設定好的數(shù)據(jù)進行渣耙下降、渣耙閉合、渣耙上升、渣耙停止、渣耙開啟，然后循環(huán)這一階段，而同樣的回旋型細格柵除污器也由S7-1500PLC進行控制系統(tǒng)保證，并有規(guī)則的周而復始，高效的運作。而在粗、細格柵去污機濾出污水后將污泥投入污泥池內(nèi)，污泥繼續(xù)在污泥消化池內(nèi)積聚，水面持續(xù)的上升，同時在污泥消化池頂部還設有水平液面控制閥，對水位進行了檢測并將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)絇LC中加以監(jiān)控，當水平液面達到規(guī)定高程時，PLC就會發(fā)出指令，同時開啟污水提升泵，將污水輸送到旋流沉沙池中完成沙泥的沉降，而當未沉砂的污水進入旋流沉沙池同時，PLC也同時監(jiān)控旋流沉沙池的排水，排泥。

2.2 ?S7-1500PLC運用于污水處理階段

預處理后的污水將進入下一個次分配井內(nèi)，在分配到每個氧化溝中后再流入二次分配井中，而污泥則在由二次分配井儲存，當達到一定量時會自動將污水輸送到污泥泵房結構中，進行二次沉淀、消毒等。城市污水處理廠使用S7-1500PLC對一次分配水井實施管理，在水井中還設有液面控制器，當分配井的水位帶預設高度時，液面控制器就會向PLC發(fā)出水滿信息，與此同時PLC也會發(fā)出指令，開啟分配水井的閘門，往每個氧化溝內(nèi)灌水，在氧化水池中的污水首先進行外循環(huán)，在進行中循環(huán)，最后再在進行內(nèi)循環(huán)，在內(nèi)循環(huán)后的污水就會被輸送到二次分配井中。內(nèi)循環(huán)過后的污水全部流入二次分配池中，蓄滿水量后再分配到每個沉降罐中，進行污泥沉降（時間稍長）同樣的與一次分配池運作原理一樣，是由PLC利用液面控制器的傳出的信息對二次分配池蓄水、排放情況進行管理。將污水流入沉降罐中進行沉降后，在沉淀罐中安裝懸濁度測試儀，并對污水的濁度進行測量，當濁度小于一個數(shù)值后，PLC的控制中心則會發(fā)送"放水"和"放泥"的指令，即較清的污泥從上端口排出，而污泥則有從下端口流出。較清的污水將排入殺菌池內(nèi)加以殺菌，并在城市污水處理廠中使紫外線加以殺菌，既保護了環(huán)境，又經(jīng)濟。而污泥也將直接回流入水泵，由同樣的PLC實時對出泥量進行監(jiān)測。

2.3 ?污泥處理階段

把污泥直接送入?yún)捬醭刂邪l(fā)酵形成沼氣，在抽送出沼氣后，并進行生化消毒攪拌、濃縮、脫去一部分的水，在人工取出，進行堆肥，將淤泥打包成化肥進行出售。S7-1500PLC監(jiān)控送泥量，污泥將在每個發(fā)酵池中進行發(fā)酵。發(fā)酵數(shù)天后，甲烷含量等這些數(shù)值經(jīng)由感應器傳輸?shù)絇LC，再由PLC的輸出顯示器到熒屏上。此時檢測人員就可以根據(jù)沼氣濃度數(shù)據(jù)等指標判斷污泥處理的程度以及好壞。這些就是西門子PLC的便捷優(yōu)勢。

參考文獻：

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