基于CC—Link的污水處理電氣控制系統設計與調試

羅坤明

【摘 要】污水處理一般包含預處理、生物處理、深度處理等三級處理。本文利用亞龍YL158GA1模擬污水處理系統，根據污水處理的工藝流程，由三臺PLC模擬控制污水處理過程，重點解決了以QJ61BT11N作為主站模塊、以FX2N-32CCL作為從站模塊的CC-Link通訊問題。

【關鍵詞】污水處理；PLC；CC-Link

0 前言

污水處理一般包含以下三級處理：一級是預處理，包括格柵、沉砂池、初沉池等構筑物，以去除粗大顆粒和懸浮物為目的，通過物理法實現固液分離，將污染物從污水中分離。二級是生物處理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解轉化為污泥，以去除不可沉懸浮物和溶解性可生物降解有機物為主要目的，一般采用活性污泥法。三級是深度處理，將經過二級處理的水進行脫氮、脫磷處理，用活性炭或反滲透法等去除水中的剩余污染物，并用臭氧或氯消毒。三級處理是獨立的控制系統，三個系統之間通過通信連接。

根據污水處理的工藝流程，由三臺PLC模擬控制污水處理，通過CC-Link現場總線實現三臺PLC通信，可將污水處理各個單元的數據傳輸到主站進行管理。上位機將操作指令通過主站Q00U PLC傳送給FX3U PLC執行單元，遠程設備站執行單元又可以將設備的工作狀態信息通過從站FX3U PLC傳送給上位機，觸摸屏將工作狀態信息顯示出來供操作人員監控。

1 系統方案設計

采用亞龍YL158GA1模擬實現污水處理的流程，重點實現Q00U和兩臺FX PLC的CC-Link通信，如圖1所示。具體工作流程如下：Q00U PLC作為主站，負責信息的采集，以及負責一級預處理的控制；FX3U-32MR作為從站1，負責二級生物處理。FX3U-32MT作為從站2，主要負責三級深度處理；HMI模擬傳感器信號輸入并顯示PLC輸出。一級預處理的輸入信號為污泥濃度，輸出為污泥處理；二級生物處理的輸入信號為污水情況，輸出為加藥控制；三級深度處理輸入信號為氮磷濃度，輸出為活性炭、加氯控制。

2 電氣設計與安裝

根據模擬工作流程，各站I/O地址分配如表1所示。

利用YL158GA1模擬污水處理系統，使用MCGS觸摸屏的按鈕和指示燈模擬各級處理的動作，重點解決CC-Link通訊問題。采用QJ61BT11N作為Q00U的主站模塊，采用FX2N-32CCL作為CC-Link的遠程設備站，其中連接FX3U-MR的是從站1，連接FX3U-MT的是從站2。具體接法如圖2所示。

3 軟件組態設計

3.1 觸摸屏組態設計

觸摸屏的主要功能是模擬污水處理的各級輸入、輸出，PLC與觸摸屏關聯變量見表2。

人機界面有啟動按鈕、停止按鈕、急停按鈕、模擬渾濁度、模擬水質、模擬氮磷濃度，以及污泥泵、加藥泵、加氯泵指示燈，觸摸屏界面如圖3所示。

3.2 PLC程序設計

以主站、從站1的程序為例，主站、從站1程序如圖4，圖5。

4 調試

通電前調試。按照接線圖核對接線端子連接是否正確，線路間絕緣是否良好，有無漏接、錯接，端子是否擰緊；檢查三臺PLC電源接入端是否存在短路，檢查CC-Link通信線纜，檢查PLC輸入和輸出電源回路。

通電后調試。三臺PLC程序分別下載，同時運行；在主站觸摸屏輸入模擬渾濁度、模擬水質、模擬氮磷濃度信號，觀察觸摸屏上的污泥泵、加藥泵、加氯泵指示燈；觀察主站污泥處理Y0、從站1加藥控制Y0、從站2加氯控制Y0。驗證CC-Link是否正常通信。

5 小結

本文利用亞龍YL158GA1實訓系統模擬污水處理系統，使用MCGS觸摸屏的按鈕和指示燈模擬各級處理的動作，重點解決了以QJ61BT11N作為主站模塊，以FX2N-32CCL作為從站模塊的CC-Link通訊問題。

【參考文獻】

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[3]謝暢.淺談電氣設備控制系統的安裝及調試[J].機電信息，2011（24）.

[責任編輯：王偉平]