基于三菱FX3U控制的廢水處理系統的設計

摘要：針對近年來我國污水廢水增多問題，基于三菱FX3U設計一種PLC控制的廢水處理系統。根據污水處理的實際需求，依靠FX3U設計污水各階段的自動處理程序，旨在使廢水處理系統工作平穩可靠和實現自動化控制。

關鍵詞：程序設計;三菱FX3U;廢水處理;自動控制

中圖分類號：TP273? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1674-1161（2021）06-0040-03

隨著我國經濟的快速發展，城市居民和部分企業用水量需求增大，產生的污水廢水也隨之增多。目前處理污水廢水的方法主要是排入河流，會對周邊環境產生一定的不良影響。PLC作為通用工業控制計算機，具有編程簡單、易于學習、通用性好、耐腐蝕、抗干擾能力強等優點，可用少量邏輯控制指令實現繼電器控制，是設計廢水處理系統的較優工具。為此，設計一種廢水處理系統，以期提供一種治理城市生活廢水的方式，為居民身體健康和生活環境安全提供保障。

1 廢水處理系統的設計

1.1 整體結構

廢水處理系統由污水處理池、清水池、中水水箱、電控箱等組成，通過電動閥、風機、1#清水泵、2#清水泵等動作來完成對廢水處理。其具體結構如圖1所示。

1.2 工作原理

污水處理的第一階段：當污水池中的水位處于低水位或無水狀態時，電動閥自動開起納入污水。當污水池納入的污水至高水位時，電動閥關閉，污水池中的污水呈微氧和厭氧狀態。

污水處理的第二階段：采用降解大分子污染物的好氧處理（曝氣），對污水進行脫色、除臭、平衡菌群pH值、高效除污處理，整個處理過程一般需要6～8 h。曝氣管路上安裝排空電磁閥，當電動閥門關閉后，排空電磁閥開啟，羅茨風機延時空載起動，然后排空電磁閥關閉，污水池開始曝氣。

污水處理的第三階段：曝氣處理結束后，排空電磁閥再次開啟，羅茨風機空載停機，然后排空電磁閥延時關閉;經過0.5 h的水質沉淀后，啟動1#清水泵，將沉淀后的水泵入清水池;當清水池中的水位升至正常高水位時，1#清水泵自動停止運行;這時，2#清水泵啟動向中水箱泵水，當水箱內達到正常高水位時，2#清水泵停止運行，水箱內的水全部完成處理。

2 基于三菱FX3U的系統控制

2.1 輸入/輸出點地址分配

PLC的I/O地址分配見表1。

2.2 程序設計

1） 系統啟動過程如圖2所示。PLC得電的一瞬間，置位塊S0，按下啟動按鈕SB1，使X0得電，同時置位Y16使運行指示燈HL1常亮，完成系統最初的啟動。

2） 污水處理第一階段的進水過程如圖3所示。當污水池中的水位處于低水位或無水狀態時，按下按鈕SB3，使得X2得電，步進電機以200 Hz頻率正轉4圈，帶動機構使電動閥開啟到最大位置，開始納入污水。當池中納入的污水升至正常高水位時，傳感器SQ1檢測到后發送信號，步進電機再次以200 Hz頻率反轉，并帶動機構使得電動閥關閉。

3） 污水處理第二階段的曝氣過程如圖4所示。電動閥門關閉后，伺服電機以3 600 Hz的脈沖頻率正轉4圈，排空電磁閥門開啟到最大位置。3 s后風機電機低速啟動，通過外部時間繼電器進行計時。計時結束后，排空電磁閥關閉，風機電機開始高速運行，污水池開始曝氣，使設備曝氣30 s。

4） 污水處理最終凈水過程如圖5所示。排空電磁閥開啟到最大模式運行，6 s后排空電磁閥以3 600 Hz的脈沖頻率再次關閉。15 s后，電機M3以50 Hz頻率運行拖動清水泵1#，將沉淀后的水泵入清水池中。清水池中的水位上升至中位時，傳感器SQ2給出信號，則M3電機以20 Hz的頻率運行。當清水池中的水位上升至高位時，傳感器SQ4給出信號，同時清水泵1#自動停止。這時M3電機起動運行拖動清水泵2#，自動向水箱中泵水。當水箱內的水位上升至中位時，M3電機切換為30 Hz頻率運行，直到水位上升至高位，由傳感器SQ4給出信號后，清水泵2#自動停止運行，這時水箱內的水全部處理完成。

5） 按下急停按鈕SB2后，X1得電瞬間，狀態寄存器S和輔助繼電器M復位，達到迅速停止的目的。

3 結論

建立城市污水處理系統，能夠有效的處理生活廢水，保護城市生態環境，有利于實現可持續性發展。基于三菱FX3U控制的廢水處理系統工作平穩可靠，實現自動化控制，處理廢水效果理想，可滿足城市廢水處理的需求。

參考文獻

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Design of a Sewage Treatment System Based on Mitsubishi FX3U Control

CAI Tingting

（Zhenjiang Branch Jiangsu Union Technical Institute， ZhenJiang Jiangsu 212006， China）

Abstract： In view of increasing sewage problems in China， a PLC controlled sewage treatment system is designed based on Mitsubishi FX3U. According to the actual requirements of sewage treatment， FX3U was relied on to design the automatic treatment procedures for all stages of sewage， aiming to make the wastewater treatment system work stable and reliable and realize automatic control.

Key words： programming; Mitsubishi FX3U; sewage treatment; automatic control

收稿日期：2021-07-12

作者簡介：蔡婷婷（1984—），女，碩士，講師，從事電氣控制系統設計及機電一體技術的實踐研究。