PLC自動控制系統在污水處理中的運用分析

魏旭超 秦少波 張濤

摘要：PLC系統所具備的使用方便、易現場調試、適應性強、便于維修等應用優勢，需要加強對PLC系統應用于污水處理實現自動化控制的研究，對此，可以從生產實際出發，通過觀測PLC系統在污水處理中的應用情況，逐步完善此工藝所需的技術要點，以便能夠將PLC的優點充分發揮出來，使污水處理實現均衡、高效和穩定生產。本文基于PLC自動控制系統在污水處理中的運用分析展開論述。

關鍵詞：PLC;自動控制系統;污水處理;運用分析

中圖分類號：X703? ? ?文獻標識碼：A

引言

隨著時代的不斷發展，水資源日益緊缺，利用PLC自動控制系統可以對污水處理當中的數據信息開展及時的收集工作，同時，利用該自動控制系統，對數據進行采集、分析和保存，根據采集的數據對現場設備進行自動控制，進一步提高了污水處理的自動化水平，有助于我國水污染問題的處理。

1 PLC自動控制技術概述

PLC自動控制技術，即可進行邏輯編輯的控制模式，與微型計算機具有一定的相似之處，也被成為可編輯邏輯控制器。該技術的形成，主要依賴于計算機技術、自動化技術，利用這一技術實現數據自動傳輸、分析、存儲，提升自動化程度。在諸多工業領域，PLC自動控制技術運用廣泛，有效提升生產質量與效率。通過PLC自動控制技術，其不僅具有較強的抗干擾能力，能保證系統的穩定性;同時便捷性較強，能實現人機互動。具體來說，PLC自動控制技術具有以下幾個方面的特點：（1）PLC自動控制系統具有較強的抗干擾能力，能夠減少故障發生的頻率，能夠有效的提升系統的安全性;（2）編程簡單，利用梯形圖編程方式進行機電控制，操作十分便捷;（3）采用特定的封裝方式，適應性較強，能夠適應于很多復雜生產方式;（4）系統安裝設計都十分簡便，能夠減少維護工作量，避免不必要的浪費;（5）該系統采用統一的接線方式，提供不同端子用于鏈接工作。利用PLC自動控制系統，收集變頻器以及傳感器中相關信息，并加以分析，做出具體的控制指令，并將這些指令發送到變頻器以及報警裝置中，以便能夠發揮作用，提升對變頻器的控制效果。

2 PLC應用的優勢

（1）實時性、功能較強。1臺PLC控制系統是由上千個編程元件所構成，進而具備良好的控制功能，還可將其與互聯網連接起來實施分散控制，最突出的是PLC控制系統與傳統的繼電器控制相比：可輕易改變邏輯或增加功能、控制速度快、有自我診斷功能、對程序執行的監控功能。（2）操作方法簡單、便捷。當前，PLC控制系統最常見的編程即為語句表或是梯形圖，使用上述編程手段的優勢便是簡單、便捷，并且具有較強規律性，對專業能力和理論知識的要求不是很高。同時，PLC控制系統的調試過程也非常容易，可在實驗室環境下有序操作完成，便于工作人員準確觀察二極管發出的信號，對于可能出現的問題及時調整改進，對于整個過程的安全穩定有著極大的幫助作用。（3）適用范圍較廣泛。根據相關調查顯示可知，目前，PLC控制系統中的所有指標均已達到了標準狀態，用戶可根據自身的實際需求自主選擇，進而再借助不同的系統配置來滿足需求。（4）安全與可靠性較強。某種程度上，PLC控制系統還具備較強的抗干擾性能，具體可分為硬件和軟件2種類型，但總體來說硬件的出現頻率較低，反而是繼電器等軟件取得了廣泛應用，進而可有效解決因接觸不良導致的各種安全故障隱患。

3系統中PLC程序設計應用分析

3.1硬件設計

PLC控制站中包含較多模塊，解決方案也較為多樣，分為冗余解決方法以及非冗余解決方案，這一過程中MBR采用冗余解決方案，其余的均采用非冗余解決方案，則以過程中應保證CPU有兩個獨立接口，主頻達到450MHz，時間控制在100μs，將接口實現無縫切換。

3.2軟件設計

軟件的設計能夠實現對工藝過程快速的開發，通過圖形畫面的形式來加強對工藝的開發，利用圖形化工具來對開發圖形進行制作，從而實現對圖形的更好的設計。

3.3上位機與下位機通信

PLC系統對MCGS進行選取作為上位機，實現觸摸屏一體機的建立，對處理現場進行實時監測，并且通過對設備運行狀態來對工作狀態進行調整，從而在發現問題的時候能夠及時派工作人員進行處理。下位機選取S7-1200PLC進行現場控制，該機器產自西門子公司，通過對編程軟件來對污水處理系統進行靈活的程序設計，能夠實現開發商控制的要求，通信過程中需要對繼電器值進行轉換，并且采取讀寫模式來進行操控。通過PLC控制MCGS燈的過程中，模式應該改為只讀模式，在軟件中采集OLC繼電器的值即可對燈光控制。設計過程中應該對任務的重要程度進行排序，從而按順序發出指令至傳感器位置。

3.4實現

開展PLC設計工程過程中需要對水池的實際水位進行準確測量，采用低懸浮球放置于水池之中，從而通過低懸浮球的位置來對數據進行傳輸，以確保編輯工程的數據有效性。

4污水處理中PLC控制系統的應用分析

4.1細格柵裝置的自動控制

在進行污水處理時，需要借助細格柵裝置作用，起到過濾污水的作用，將自動控制系統運用在這一處理環節上，能實現合理控制水位差以及處理時間等，以便充分利用細格柵裝置運用效果，做到對過濾流程的實時監控及控制。當系統自動啟動除污設施時，則在系統指令驅動作用下，輸送機以及脫水機將開始運轉，對污泥進行有序處理。當細格柵停止運轉后，需要延遲一段時間才能按停輸送機和脫水機，主要是為了保證污水處理的完整性。污水處理過程中管理工作的開展可借助監控系統以及控制系統來完成，在對自控系統運行信息加以收集及分析后，能做到結合污水處理現場狀況有針對性地實施管理操作，并通過控制屏落實各項管理措施。如通過利用計算機設備，可進行水位差值設定、細格柵運行時間調整等，有利于提高管理效率，并能確保污水處理過程中的管理工作全方位開展。

4.2泵房自動控制

為了加大對污水處理質量及效率的控制，則應在進水泵房裝置上運用自動化控制系統，以便確保進水泵房相關性能的有效發揮，保證進水速度以及進水量等滿足污水處理要求，在此基礎上，達到較好的污水處理成效。對于進水泵房裝置來講，其對應的自控流程主要是對水位值進行測定的基礎上，根據測定數據自動執行進水控制操作。當水位升高至正常處理量時，則PLC自控系統將觸發控制按鈕，促使進水泵房裝置開始運行，需要嚴格按照水泵運行時間來合理控制水泵啟動順序，以便保證污水處理能在各裝置良好運行的前提下，達到水資源回收利用的水質標準。在水位降低的情況下，水泵控制按鈕將依次停止，標志著進水環節的完成。

結束語

隨著智慧城市的建設，自動化控制已經成為了多種工業生產線的基礎工程。不同產業的產品結構、技術要求、能源消耗、人員配合情況不通，因而，在污水處理工程自動化控制的優化過程中，要利用PLC技術的特點、根據污水處理工藝的要求進行設計優化，節約工程造價，以增強PLC技術在污水處理工程中的適應能力。

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