西門子S7-1500PLC在水處理裝置的應用

盛承輝

【摘要】近年來，西門子PLC控制器已在污水處理工程控制系統中獲得了廣泛應用，隨著該控制器的不斷升級，新一代S7-1500的處理速度更快，聯網能力更強，診斷能力和安全性更高，不僅可節省成本，提高生產效率，而且安全可靠，維護簡單方便，真正成為污水處理工程的首選控制器。基于此，本文引入了污水處理中的西門子PLC管理系統，并采用S7-1500PLC描述了污水處理的基本過程，以探究西門子S7-1500PLC系統在污水處理控制系統中的實際運用，以期推動污水處理控制系統效率的提高，并增強污水處理設備的有效性。

【關鍵詞】西門子S7-1500; PLC;水處理

西門子PLC控制器系統因為自身超強的功能，而倍受污水處理業界關注，技術人員通過該系統就能夠快捷地完成取樣和數據傳送等工作，使污泥中的各種污染指數迅速獲取，進而提高了污水處理工藝的針對性。在此基礎上啟用了自動化功能，發送處理命令，裝置接收命令，將可高效開展污水處理，整個操作簡便、快速，處理效果理想。

1 ?污水處理中西門子S7-1500PLC工作原理

當S7-1500PLC在工作的時候，其工作可分為三種階段：即S7-1500PLC的入口采集。而在此階段，PLC將會以掃描的形式對數據信息、輸入輸出狀況等予以讀出，而當讀出采集工作完成后，將數據輸入后二個階段即為客戶程序運行與輸入輸出刷新。即PLC客戶程序運行。PLC在工作時間以梯形的模型自上而下的完成程序掃描圖，并在梯形每一層中又完成了由左往右的掃描圖，之后經過計算并得到了計算結論，接著自動開始刷新以找到相應于RAM保存中的數值，之后再找到I/O映像中相應的狀況，結束再提供所要運行的指令。即PLC刷新輸入輸出。何為所謂刷新輸入輸出，也就是PLC的真正輸入與輸出。在用戶運行后的階段，由PLC的CPU先找到各種數據及相應的I/O映像，接著再經過輸入輸出鎖存電路工作，結束再把指令傳至相關的裝置中，執行其命令。

2 ?西門子PLC控制器在水處理控制系統中的運用

在污水處理的系統工程設計環節，可以應用于S7-1500PLC系統，以增加體系設計的合理性和全面性，而這本身也對污水處理效果的提高大有裨益。當然在更具體的應用環節，必須根據當前的污水處理過程實際，進一步優化了相應的產品設計工作，這樣一來西門子S7-1500PLC系統的優越性才能夠完全彰顯。根據城市污水處理過程監控的具體要求，通過優化系統整體框架工程設計，以及西門子PLC控制器的廣泛使用，將城市污水處理過程的實際系統設計成為集散型控制系統，以監控層、管理人員工作為重點內容，監控層擔負污水處理工藝的自動化操作控制，而管理人員則擔負著城市污水處理流程監測和各種污染指數的分析等工作。

2.1 ?S7-1500PLC運用于污水預處理階段

預處理的第一步將污水帶入粗格柵除污器，第二步污水經提升泵送入回旋型的細格柵除污器中進行細篩，第三步將細篩后的污水再投入旋流沉砂池中。在旋流沉砂池進行沙泥的沉積，這就是預處理過程。

污水處理廠運用PLC對粗格柵除污機進行控制，只要啟動自動按鈕就能按照原先設定好的數據進行渣耙下降、渣耙閉合、渣耙上升、渣耙停止、渣耙開啟，然后循環這一階段，而同樣的回旋型細格柵除污器也由S7-1500PLC進行控制系統保證，并有規則的周而復始，高效的運作。而在粗、細格柵去污機濾出污水后將污泥投入污泥池內，污泥繼續在污泥消化池內積聚，水面持續的上升，同時在污泥消化池頂部還設有水平液面控制閥，對水位進行了檢測并將數據信息傳輸到PLC中加以監控，當水平液面達到規定高程時，PLC就會發出指令，同時開啟污水提升泵，將污水輸送到旋流沉沙池中完成沙泥的沉降，而當未沉砂的污水進入旋流沉沙池同時，PLC也同時監控旋流沉沙池的排水，排泥。

2.2 ?S7-1500PLC運用于污水處理階段

預處理后的污水將進入下一個次分配井內，在分配到每個氧化溝中后再流入二次分配井中，而污泥則在由二次分配井儲存，當達到一定量時會自動將污水輸送到污泥泵房結構中，進行二次沉淀、消毒等。城市污水處理廠使用S7-1500PLC對一次分配水井實施管理，在水井中還設有液面控制器，當分配井的水位帶預設高度時，液面控制器就會向PLC發出水滿信息，與此同時PLC也會發出指令，開啟分配水井的閘門，往每個氧化溝內灌水，在氧化水池中的污水首先進行外循環，在進行中循環，最后再在進行內循環，在內循環后的污水就會被輸送到二次分配井中。內循環過后的污水全部流入二次分配池中，蓄滿水量后再分配到每個沉降罐中，進行污泥沉降（時間稍長）同樣的與一次分配池運作原理一樣，是由PLC利用液面控制器的傳出的信息對二次分配池蓄水、排放情況進行管理。將污水流入沉降罐中進行沉降后，在沉淀罐中安裝懸濁度測試儀，并對污水的濁度進行測量，當濁度小于一個數值后，PLC的控制中心則會發送"放水"和"放泥"的指令，即較清的污泥從上端口排出，而污泥則有從下端口流出。較清的污水將排入殺菌池內加以殺菌，并在城市污水處理廠中使紫外線加以殺菌，既保護了環境，又經濟。而污泥也將直接回流入水泵，由同樣的PLC實時對出泥量進行監測。

2.3 ?污泥處理階段

把污泥直接送入厭氧池中發酵形成沼氣，在抽送出沼氣后，并進行生化消毒攪拌、濃縮、脫去一部分的水，在人工取出，進行堆肥，將淤泥打包成化肥進行出售。S7-1500PLC監控送泥量，污泥將在每個發酵池中進行發酵。發酵數天后，甲烷含量等這些數值經由感應器傳輸到PLC，再由PLC的輸出顯示器到熒屏上。此時檢測人員就可以根據沼氣濃度數據等指標判斷污泥處理的程度以及好壞。這些就是西門子PLC的便捷優勢。

參考文獻：

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