PLC自動控制系統在污水處理中的應用

柴潤德 雷思藝 劉恒

摘 要：當前我國社會已經在現代化發展建設的進程當中取得了巨大成就，各種自動化技術被廣泛應用在社會各行各業當中。由于人口數量的不斷激增，以及生活生產中用水量的不斷增加，產生的大量污水無處排放成為我國一大嚴峻的環境問題。而處理污水則成為全社會各界人士廣泛關注的焦點問題，該文將立足于當前的社會環境，簡要分析論述PLC自動控制系統在污水處理中的應用。

關鍵詞：PLC 自動控制系統 污水處理 應用

中圖分類號：U664 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）07（a）-0005-02

根據最新的調查數據顯示，僅僅在去年一年我國產生的生活污水排放量高達520.7億噸，較同期相比增長了近6個百分點。盡管我國最近十年以來總共建設了超過兩千余座污水處理廠，在處理污水方面仍然存在較大欠缺。為盡快改善這一問題，維護我國的生態環境，該文將從PLC自動控制系統著手，對其在污水處理中的實際應用進行簡要闡述。

1 自動控制系統的概述

1.1 工作原理

運用在污水處理當中的自動控制系統主要使用其內部的四大構成要素即現場儀表、信號采集、執行機構和人機界面完成控制工作。通過各相關設備與自動控制系統建立的工藝曲線、在線采集和人工輸入等功能，顯示出回流比、色度和COD等指標結果，從而全面把控污水處理的變化規律，進而控制處理污水的工藝技術。而上位工控機、PLC和電控機正是構成控制污水處理工藝技術的重要內容，其中在自動化控制系統當中以智能的上位工控機作為核心部分，在專業的控制軟件幫助下完成自動化控制工作[1]。

1.2 具體功能

一般參與污水處理工作無外乎是提供商、運營商和承包商，之后按照具體的污染程度對污水進行劃分，每一種性質的污水都具有與其相對應的處理方法。以生活污水和工業廢水為例，基本上生活污水會直接排入城市污水管道，而工業廢水需要經過專業的凈化處理過濾到其中的有毒有害物質之后才能排入城市污水管道。已經排入城市污水管道中的污水將同一進行特殊凈化處理，最終被排放至自然環境當中。

2 PLC自動控制系統

2.1 相關概念

所謂的PLC是英文Programmable Logic Controller 的縮寫，翻譯成漢語意思即為可編程邏輯控制器，也被稱作是可編程控制器件。從本質上來說PLC是一種存儲器，但除卻基本的存儲功能，PLC還能夠完成定時、邏輯運算、基本算數等功能，而且可編程的特性使得用戶通過數字編程輸入命令從而控制機械設備以及生產過程[2]。

2.2 工作流程

PLC自動控制系統主要經過采樣錄入、執行操作和完成刷新三大工作階段。在采樣錄入當中，PLC自動控制系統主要利用掃描條形碼的方式采集數據并完成基本的分析工作，之后將采集到的信息數據錄入至I/O映像區中并進行保存。但一旦PLC自動控制系統進行其他操作如執行命令或刷新等，其內部的樣本數據也將發生變化，但已經錄入并存儲在I/O映像區的信息數據不會受到影響。在執行操作當中，PLC自動控制系統將執行用戶命令，但與其他自動控制系統不同的是PLC將結合具體的輸入數據選擇從左到右或自上而下的順序執行命令，在完成執行之后將直接驗證結果以便確定徹底完成用戶命令。在完成刷新當中，PLC將對執行用戶指令之后產生的結果進行刷新，并由輸出程序及時將執行結果進行輸出。

3 PLC自動控制系統在污水處理中的應用

3.1 控制方式

PLC自動控制系統運用在污水處理當中首先可以根據實際的工作情況選擇不同的控制方式。主要有自動控制以及手動控制兩大控制方式。通常在設備維持正常運作的情況下主要使用自動控制方式，該方式能夠確保設備的正常運行；而一旦設備無法正常運行并出現故障問題時，PLC自動控制系統將選擇手動控制模式，從而完成設備的正常工作運轉[3]。

3.2 在線監視

前文提及在PLC自動控制系統當中能夠對信息數據進行有效采集并錄入和存儲在I/O映像區當中，因此運用在污水處理中的PLC自動控制系統能夠通過其采集數據信息的功能完成對污水處理的實時監控。具體來說指的就是在各個污水排放和處理環節中設置智能儀表，智能儀表能夠對其工作區域內產生的信息數據進行及時記錄并實時傳輸至中央控制室當中，有中央控制室的顯示屏幕進行具體顯示，從而幫助工作人員全面了解相關設備的具體運作情況。智能儀表在采集信息數據之后能夠進行簡單的分析處理，即顯示其中工藝參數的實際變化情況，而工作人員恰恰能夠根據該變化情況全方位把控各參數和相關設備在處理污水過程當中的數值變化以及實際運作情形，工作人員可以根據實際情況利用電子計算機遠程完成對智能儀表上參數信息的變更，從而維護污水處理過程中相關設備的正常運行。

3.3 動態管理

工作人員在中央控制室當中可以依據智能儀表顯示的具體參數數值、相關設備在運行中產生的數值信息以及閥位開度和報警信號等等動態管理處理污水的全部過程。而PLC自動控制系統中對污水處理中產生的信息數據進行及時收集和粗略分析，并通過I/O映像區完成錄入與存儲能夠幫助工作人員對污水處理當中產生的不正常情況以及異常數據進行全面分析，以便能夠及時準確的尋找出發生不正常現象以及出現異常數據的具體原因，從而以此為基礎進行及時調整和改善，避免影響污水處理系統的正常工作。

3.4 采集數據

運用在污水處理中的PLC自動控制系統能夠充分發揮其數據采集功能，對運行在污水處理過程中的所有儀器設備產生的運行數據進行實時采集，同時在第一時間內將采集到的信息數據錄入并存儲至I/O映像區當中，防止PLC自動控制系統在運行其他功能時造成重要的參數信息出現遺漏或丟失進而影響后期的分析工作。可以這么說，PLC自動控制系統運用在污水處理過程當中其最主要的功能就是及時采集并保存運行數據，這是完成全面分析管理信息數據并尋找出最適宜的污水處理措施的重要步驟[4]。

3.5 數據分析

PLC自動控制系統在自動采集到污水處理過程中各設備的運行數據之后，能夠直接在后臺進行函數計算，并且在得出具體計算結果的第一時間內能夠完成深入分析工作，工作人員則以此為基礎全面掌握在污水處理過程當中各設備的運行情況同時對其日后的運行趨勢進行合理判斷，方便工作人員提早做出相應的應對和準備工作。

3.6 故障提示

在污水處理當中的PLC自動控制系統具有故障提醒的優勢功能，具體來說在處理污水中一旦設備出現運行故障，PLC自動控制系統能夠在第一時間將故障情況和故障地點傳送至中央控制室的監控畫面當中，使得工作人員可以立刻發現在污水處理工作當中出現的問題與故障，同時根據其呈現的具體警報畫面做好應急準備處理工作。一般情況下，工作人員可以將發生故障的曲線與歷史曲線相比，結合PLC自動控制系統給出的分析結果，進行復位處理從而使得設備能夠在短時間內恢復正常。

3.7 連鎖保護

PLC自動控制系統可以完成對污水處理中各設備進行連鎖保護，即使其中某一設備出現運行故障，也不會影響其他設備的正常運行，也就是說PLC自動控制系統能夠大大提升設備的保護性能，有效維護設備的正常運轉。

4 結語

總之，我國當前水資源正處于嚴重緊缺的情況，特別是東部沿海發達地區，人口稠密需水量和用水量巨大，平均每人每天產生的生活污水量高達280升，在此情況在加快生活污水的處理速度是建設和諧生態中國的關鍵一環。PLC自動控制系統利用其內部的I/O映像區完成對數據的采集、掃描和錄入、存儲對生活污水集中排放的區域進行實時監控，為采取污水處理措施提供必要的數據資料，切實推動我國污水治理工作的發展，早日實現建設和諧生態中國的偉大目標。

參考文獻

[1] 高峰，何昌軍，楊順生.淺析PLC的自動控制系統在污水處理中的應用[J].環境科學與管理，2016（2）：89-91.

[2] 曹麗婷，田景文，黃桂林.試論PLC和組態軟件在污水處理遠程監控系統中的應用[J].機床與液壓，2016（7）：202-204，248.

[3] 王春艷，王孝紅，袁鑄鋼，等.基于PLC的控制系統在污水處理中的應用[J].濟南大學學報：自然科學版，2015（2）：

126-129.

[4] 米晨，詹會萍，湯秀芬.基于PLC的控制系統在污水處理中的應用[J].寧夏工程技術，2015（2）：144-146.