PLC系統在污水處理中的應用

摘 要:討論了污水處理工藝中的PLC軟件系統的組成、特點和應用，并給出了應用實例。

關鍵詞:污水處理PLC系統環境保護

中圖分類號:X52文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(c)-0117-01

PLC控制系統是近20年來迅速發展起來的新一代工業控制系統，它是在原有的繼電器邏輯控制系統的基礎上逐步發展起來的，具有很強的邏輯控制功能。因為其具有很強的適應性，所以成為當今的一種主要控制技術。

近幾年我國的經濟迅猛發展，而由此造成的環境問題也日益嚴重，因此保護環境，尤其是污水的處理問題成為我們不得不面對的問題。因為水資源短缺，以及嚴重的污染，使得越來越多的國家開始關注水環境的保護，如何有效地使水資源能夠循環使用成為一個重要的話題，因此污水處理系統的關鍵地位也日益凸顯。

1 傳統污水處理工藝的介紹

針對生活污水中含氮、磷較多的特點，采用A2/O處理工藝，A2/O處理工藝是一種傳統活性污泥工藝，即脫氮除磷工藝。A2/O處理工藝的原理為:首先將廢水和二沉池回流的含磷污泥混合，聚磷菌在厭氧條件下將過量吸收的磷釋放，同時將有機氮氧化，除去少部分BOD;其次是好氧段回流污泥中含有大量的NO-N反硝化細菌在缺氧條件下將NO-N還原，產生的N釋放到空氣中，達到脫氮目的;最后通過曝氣裝置充氧，聚磷菌將水中磷過量吸收，進入污泥達到固定磷的作用，通過二沉池排泥達到除磷效果，同時硝化細菌在好氧條件下被活性污泥進行吸附、氧化、分解，從而將水中的有機底物濃度大幅度降低。

2 PLC污水處理系統簡介

PLC軟件是由系統軟件和應用軟件組成的。系統軟件由PLC廠家來編寫，而應用軟件則由客戶進行編寫。編程方式包括指令編程、梯形圖編程等不同的方式。因為SFC在編程方面具有編寫方便而且編寫程序易于理解等優點，所以成為軟件編寫描述時所采用的主要方式，然后再編寫出指令語言。PLC控制系統的目的是對工廠的污水進行綜合處理，保證處理后的污水能夠符合污水綜合排放標準的要求。整個廢水處理系統分為，污水貯池、壓濾機控制系統等，其控制功能說明具體如下。

(1)廢水貯池控制系統首先將各路污水聚集到污水貯池，池內設有水位計量表來實現對水位的控制，當水位達到預先設定高度的最大值時，PLC系統起動輸液泵把污水抽到化學處理池，如果污水貯池水位達到設定高度的最低值時，PLC系統將暫停輸液泵。

(2)化學處理池控制系統污水通過污水貯水池的流量計量表進入化學處理池，這時化學處理池內的pH值計量表將測得的污水的pH值輸送給PLC系統，當pH值小于6時，由PLC控制計量加藥泵加入堿，使水體的pH值升高，倘若pH值超過7的話，加藥泵將停止加堿;該控制采用PID控制算法。

(3)生物處理池控制系統生物處理池控制系統的工作原理是在對污水處理的工程中，溶氧儀連續測定污水中的溶氧量輸送給PLC系統，如果測得的溶氧量的值低于一定數值時，PLC系統將開大壓縮空氣進氣調節閥來增大水中的溶氧量;倘若量值過高，PLC系統將開小壓縮空氣進氣調節閥，降低水中的溶氧量。

(4)過濾機控制系統經過生化沉淀系統的處理后，PLC系統會將污水通過輸液泵抽到微孔過濾器，過濾時污泥在微孔管上的沉積會增加，當污泥的沉積量達到一定的厚度時，PLC系統將停止過濾機繼續工作，同時操控刮泥機開始工作。

(4)壓濾機控制系統PLC系統控制抽泥泵將化學處理池底部的沉泥抽往濃縮池，濃縮池內設有污泥計量器，在池內污泥達到一定厚度時，將停止抽泥;如果壓濾機把泥面下降到一定高度，壓濾機將停止工作。

為了提高處理效率，減輕工人的勞動強度，保證設備正常運行，PLC控制系統具有生產過程自動控制、時實監控、時實管理、時實在線監視、故障顯示報警、聯鎖保護、自動生成報表等基本功能

3 PLC污水處理系統的實例

某市在2006年年底投資建設了一座污水處理廠，主要用來處理該市的生活污水和主要用來處理該市的生活污水和部分工業生產中所產生的污水。處理規模達到2萬m3/d，總投資將近五千萬元。該控制系統主要包括現場手動系統和自動控制系統兩個部分。手動控制系統完全是基于常規的電氣控制系統實現的。其控制系統硬件設計是根據系統設計要求及現場開關分布量的情況完成的。而自動控制系統需要有兩臺西門子S7-300PLC完成對整個污水處理系統的控制，用一臺S7-300PLC設置在控制柜I內，在控制柜II內設置遠程IO這樣不僅可以減少硬件投入成本，而且可以解決兩個PLC之間通信的問題。中央控制室上位機通過以太網來對現場相關信息進行收集并同時顯示操作人員通過上位機監控的界面和安裝在電器柜上的觸摸屏來查看這個污水處理系統的運行進展和設備的狀態，輸入系統自動運行的相關數據，從而實現對系統中的設備的遠程手動啟動與停止的操控。

該系統可記錄各自的操作行為，即實發事件和報警信息，并能夠查詢閥門的開啟關閉情況，流量溫度和壓力等參數的數值。對于所有畫面，只有當鼠標移動到出現雙線框的對象(如泵和電磁閥等)時才能夠操作。所有操作畫面均有中文和英文顯示。全部操作均由鼠標完成，使用簡單、方便、快捷。

4 結語

實踐證明，基于PLC控制系統的污水處理系統已經成為當今污水處理工作的首選系統。它有效的解決了傳統的藥劑調節存在的不足，并進一步完善了控制對象。隨著PLC控制系統的廣泛應用，它必將提高人們的生產、生活環境，而且還可以提高企業的生產效益。

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