西門子S7—200PLC在天津空港經(jīng)濟(jì)區(qū)污水處理廠的應(yīng)用

趙孟亭

摘要：本文以天津空港經(jīng)濟(jì)區(qū)污水處理廠過渡期達(dá)標(biāo)排放應(yīng)急處理服務(wù)項(xiàng)目為工程實(shí)例，主要介紹西門子S7-200PLC在該項(xiàng)目中的應(yīng)用

關(guān)鍵詞：PLC；污水處理廠提標(biāo)改造

1項(xiàng)目簡介

空港經(jīng)濟(jì)區(qū)污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模為60000噸/日，出水執(zhí)行國家一級A標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)需在2018年1月1日前將污水處理廠出水水質(zhì)由國家一級A提升至天津市地標(biāo)A類。

本項(xiàng)目為改造工程，是在原有污水廠的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，需要結(jié)合實(shí)際有針對性的選擇合適的改造工藝，盡可能利用現(xiàn)有的處理構(gòu)筑物和處理設(shè)備，降低工程投資，同時(shí)考慮后期的運(yùn)行管理以及在保證出水水質(zhì)的基礎(chǔ)上盡可能降低運(yùn)行成本。最終項(xiàng)目采用“分段進(jìn)水多級A/O+粉末活性炭+生物菌劑投加”的主體污水處理工藝；消毒系統(tǒng)、除臭處理系統(tǒng)利舊，不進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整后工藝流程詳見圖1：

2控制要求

自控系統(tǒng)采用集散型計(jì)算器控制系統(tǒng)。采集工藝過程數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)，自動調(diào)節(jié)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、控制工藝設(shè)備運(yùn)行。由可編過程控制器（PLC）、觸摸屏人機(jī)操作界面及自動化儀表組成的檢測控制系統(tǒng)--PLC現(xiàn)場控制站，以控制分區(qū)為對象，具有獨(dú)立的區(qū)域控制能力，能接受中央控制的調(diào)控，但不依賴中央控制的存在，對廢水處理站各過程進(jìn)行分散控制。

3自控系統(tǒng)的構(gòu)成

3.1自控系統(tǒng)的構(gòu)成

本工程自控系統(tǒng)以標(biāo)準(zhǔn)、開放的現(xiàn)場總線技術(shù)為基礎(chǔ)，將新增的三個(gè)PLC子站接入廠區(qū)原有1000M工業(yè)冗余光纖以太環(huán)網(wǎng)，對污水處理廠流量等實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，把實(shí)時(shí)信息傳輸給PLC控制系統(tǒng)，并傳送給現(xiàn)場中央控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一管理。

PLC控制系統(tǒng)對現(xiàn)場各工藝設(shè)備具有中控、自控、手動三級控制功能；完成對各工藝控制點(diǎn)、在線水質(zhì)監(jiān)測（控）設(shè)備的信號的采集，及其根據(jù)現(xiàn)場中央控制計(jì)算機(jī)按工藝要求發(fā)出的對各工藝控制點(diǎn)、在線水質(zhì)監(jiān)控設(shè)備控制信號的輸出。（見圖2）

3.2 PLC硬件的選擇

本工程采用西門子S7-200PLC，該P(yáng)LC被應(yīng)用在多種領(lǐng)域的自動化控制系統(tǒng)中，具有多種擴(kuò)展模塊及網(wǎng)絡(luò)通訊功能，從而實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制；另外該P(yáng)LC配套了完善的編程及組態(tài)軟件，因此本工程采用西門子S7-200PLC可以較好的完成系統(tǒng)集成及自控功能的實(shí)現(xiàn)。

PLC1為配水井控制分站，主要對配水井污水分配泵進(jìn)行控制，及相應(yīng)配套流量計(jì)及液位變送器數(shù)據(jù)的監(jiān)控，其中I/O配置為DI=36、DO=9、AI=11、AO=3。

PLC2為一級生化池控制分站，主要是對一級生化池內(nèi)污水提升泵進(jìn)行控制，及相應(yīng)LDO、ORP等水質(zhì)在線分析儀表數(shù)據(jù)的監(jiān)控，其中I/O配置為DI=42、DO=14、AI=12、AO=6。

PLC3為二級生化池控制分站，主要對二級生化池內(nèi)污水提升泵、攪拌器進(jìn)行控制，及相應(yīng)LDO、ORP等水質(zhì)在線分析儀表數(shù)據(jù)的監(jiān)控，其中I/O配置為DI=45、DO=15、AI=12、AO=6。

在現(xiàn)場實(shí)際中，所有數(shù)字量輸入、輸出；模擬量輸入、輸出均留有充分的冗余量，以備臨時(shí)點(diǎn)位擴(kuò)充需要。

3.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本工程西門子S7-200PLC編程以天津空港經(jīng)濟(jì)區(qū)污水處理廠過渡期達(dá)標(biāo)排放應(yīng)急處理服務(wù)項(xiàng)目工藝運(yùn)行要求，完善自控系統(tǒng)程序，主要采用中控、自控、手動三級控制功方式。

4 總結(jié)

本文闡述了天津空港經(jīng)濟(jì)區(qū)污水處理廠過渡期達(dá)標(biāo)排放應(yīng)急處理服務(wù)項(xiàng)目工藝流程，控制系統(tǒng)及硬件的實(shí)現(xiàn)。通過實(shí)際運(yùn)行結(jié)果分析，該P(yáng)LC系統(tǒng)穩(wěn)定、運(yùn)行可靠、故障率低、效率高。隨著工業(yè)自動化技術(shù)的發(fā)展，PLC向著高效，節(jié)能的方向發(fā)展，因此PLC在今后應(yīng)用規(guī)模及應(yīng)用領(lǐng)域作用會越來越大。