PLC技術在廠用生活污水處理系統中的應用

摘 要：為響應國家節能減排號召，實現企業生活污水再利用，本文結合工程實例介紹了廠用生活污水處理的自動控制方法，并設計開發了一套基于施耐德PLC的軟硬件系統。該具有完善的系統連鎖保護功能，為企業生活污水處理提供了技術支持和可靠的后臺保障。

關鍵詞：污水處理；自動控制；PLC；環境保護

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.046

0 引言

2015年，習近平總書記在十八屆五中全會中提出“十三五”五大發展理念之一：綠色，這也是將生態文明建設融入經濟、政治、文化、社會建設各方面和全過程的全新發展理念。為了控制環境污染，實現資源可持續發展，國家頒布了一系列關于環境保護政策和法規，采取了強強有力的對策和措施，防治和控制工業廢水的污染，以保障經濟與環保齊頭并進，協調發展。

廠用生活污水系統是企業作為耗能污染主體，主動承擔環境保護義務，將生活污廢水轉化為可再次利用的廠區綠化用水、景觀用水等進行回用。符合國家對于節能減排、收舊利廢的大政方針，也有利于企業降低用水成本、環保降耗，將有限的資源循環利用，減少污染企業的能源消耗，在一定程度上減少了經營成本。

1 污水處理的工藝流程

廢水自流進入格柵渠，經過格柵去除廢水中的大顆粒懸浮物后，自流至進水池。進水池中原水經泵送至調節池均和水質水量后，用泵提升至一沉池。廢水經過初步去除廢水中所含的SS和COD后，自流進入厭氧池，厭氧池的水解微生物利用胞外酶將大分子有機物分解成小分子有機物，將長鏈水解為短鏈、支鏈成直鏈、環狀結構成直鏈或支鏈，提高污水的可生化性，并去除一定量的COD，出水自流進入好氧池。通過池內微生物的生化作用降解有機污染物質，有機物經過好氧生化降解后，可將廢水中的可生化降解的有機物基本去除。好氧池出水自流進入二沉池，通過重力進行固液分離，去除混合液中夾帶的生物絮體及其他雜質。

2 軟硬件結構及組態

2.1 控制邏輯及連鎖保護

控制邏輯既要保證設備單操正常，并且在設備發生故障時能夠形成邏輯聯鎖反應，從而實現工藝系統的自動保護控制。

（1）進水池格柵清污機1臺，清污機能連續晝夜運行，也能間隔一個時段運行，且每天早9：00起運行5min。

（2）污水提升泵3臺，2用1備，進水池位處于高水位4m時畫面閃爍報警信號，高液位3.5m時提升泵啟動2臺，進水池處于低液位1m時提升泵停止運行。故障時切換備用泵。

（3）調節池供水泵4臺，一體化污水處理設備為2套。一號一體化污水處理設備1用1備，輪換運行。二號一體化污水處理設備1用1備，8小時輪換運行。調節池位處于高水位4m時畫面閃爍報警信號，高液位3.5m時每套一體化污水處理設備提升泵啟動1臺供水泵，調節池處于低液位1m時供水泵停止運行。故障時切換備用泵。

（4）二沉池反洗泵2臺，#1、#2二沉池各一臺。反洗泵與供水泵聯鎖，相對應的一體化污水處理設備的供水泵啟動，反洗泵啟動。反洗泵運行3min后自動停止。

（5）二沉池排泥泵2臺，#1、#2二沉池各一臺。累計運行6天早8：00和9：00排泥一次，每次排泥10分鐘。

（6）消毒池中間水泵2臺，1用1備，互為聯鎖。消毒池高水位報警時中間水泵啟動，消毒池處于低水位時停止運行。故障時切換備用泵。

（7）清水池中水回用泵2臺，1用1備，互為聯鎖。清水池處于高水位4m時畫面閃爍報警信號，高液位3.5m時回用水泵啟動，清水池處于低液位1m時停止運行。故障時切換備用泵。

（8）風機4臺，#1、#2一體化污水處理設備各2臺，1用1備，輪換運行。供水泵運行時，風機自動啟動進行曝氣，供水泵停止時停止曝氣。調節池長時間缺水，供水泵停止時間超過2小時，風機間斷運行，每2小時運行30分鐘，以保證生物膜的活性。故障時切換備用風機。

2.2 軟硬件硬件組態

硬件系統可編程序控制器（PLC）采用施耐德公司QUANTUM 140CPU67260，帶有雙機熱備中央處理單元，冗余的電源模件，冗余的通訊模件，輸入輸出模件，存儲器，外殼，專用連接電纜及連接件和實時操作系統等。

邏輯組態使用Unity Pro XL，畫面組態為iFIX.5.5軟件。操作畫面如下圖所示：

軟件組態包括以下功能：

（1）工藝圖畫面。內容有P&ID圖及圖上的測點、閥門、泵等

狀態的指示。必要的步序指示（包括執行的步序、狀態、步序執行的時間，步序設定時間等）、必要的設備工作狀態指示及設定等，必要的在線指導等。

（2）報警畫面。報警的各種指示等，包括閥門、泵等工藝設備的故障報警、高低液位、溫度、化學分析儀表等模擬量報警內容。報警畫面中還有報警確認和報警使能/禁止等功能。

（3）系統診斷畫面。包括上位機的工作狀態，每臺PLC的工作診斷以及通訊網絡的診斷等信息，主要供維護人員使用。

（4）在線幫助畫面。提供必要的在線幫助信息，包括各種操作指南，系統概述等信息。

（5）歷史趨勢畫面。提供按時間查詢的各種工藝參數的歷史趨勢曲線畫面并可按要求進行打印、轉貯等。

（6）報表畫面。提供按時間或按事件的打印報表（包括班報，日報，周報等數據）并能隨時打印。

（7）參數設定畫面。對必要的工藝參數進行設定包括步序執行的設定時間、高低液位報警值等。該畫面須特殊的用戶帳號才能進入。

3 結束語

隨著污水處理技術的發展及水資源的不斷枯竭匱乏，僅僅水質排放達標已無法滿足當今社會生活對于資源循環利用和環境保護的要求。本文通過應用實例，闡述了PLC技術在廠用生活污水處理系統中的軟硬件使用方法，對污水處理系統應用有參考意義，為輔控網PLC控制系統設計提供了有力的技術支撐。

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作者簡介：何樹勇（1984-），河北唐山人，助理工程師，主要從事電氣自動化方面研究和應用。