曾櫟響

摘 要：水廠為了更好地滿足當(dāng)前自動(dòng)化控制系統(tǒng)的要求，特別是在運(yùn)用物化法處理工藝的基礎(chǔ)上，積極運(yùn)用水廠源水濁度控制方案，設(shè)計(jì)出了西門子S7-300PLC生活污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)，這在一定程度上有效地提升了自動(dòng)化程度及設(shè)備的實(shí)際利用率。該文將分析西門子S7-300PLC的具體結(jié)構(gòu)，并且從實(shí)際應(yīng)用中了解系統(tǒng)設(shè)計(jì)的價(jià)值。

關(guān)鍵詞：西門子S7-300PLC 污水處理 自動(dòng)控制系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）05（b）-0024-02

在21世紀(jì)的今天，我們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化，在社會(huì)不斷發(fā)展的背景下，生活污水的不合理排放給人們的生活造成困擾。多數(shù)城市污水處理工作顯得越來越重要，它所發(fā)揮出的價(jià)值就是為有限的水源提供保障。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，我們看到自動(dòng)化程度的發(fā)展更加深入，特別是對(duì)污水處理廠來說，水處理系統(tǒng)的可靠性、產(chǎn)率及性能提升等都依賴于具體的自動(dòng)化控制技術(shù)。污水處理的過程連續(xù)、批量且復(fù)雜，因此通過引入西門子S7-300PLC設(shè)備，更好地保證了水系統(tǒng)的穩(wěn)定[1]，快速地啟動(dòng)系統(tǒng)節(jié)約了操作成本。

1 生活污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

主要是由一個(gè)控制中心站、消毒渠控制站及3個(gè)PLC控制站完成自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在3個(gè)PLC控制站中，還有污泥脫水處理，生物處理和一級(jí)預(yù)處理這3個(gè)具體的過程。環(huán)形的光纖工業(yè)以太網(wǎng)就是一種系統(tǒng)通訊方式，具體的通訊速率為100/1 000 Mb/s。在污水處理的過程中，具體經(jīng)過了提升水位、絮凝及澄清、消毒與加壓[2]等5個(gè)環(huán)節(jié)，保證了水質(zhì)的及時(shí)優(yōu)化。

2 西門子S7-300PLC的具體應(yīng)用

2.1 分層結(jié)構(gòu)

根據(jù)分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以將自動(dòng)控制系統(tǒng)劃分為主要的3層，即中央控制層、現(xiàn)場(chǎng)控制層及現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行層，這樣的分層模式能夠體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性特征[3]，并且方便了維護(hù)的過程，符合可靠性要求。整個(gè)分層結(jié)構(gòu)中，主要考慮到水處理的整個(gè)流程及具體的特點(diǎn)。

2.2 污水處理流程

在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，下位機(jī)重點(diǎn)采用西門子S7-300PLC，根據(jù)污水處理的相關(guān)流程，可以在數(shù)據(jù)處理采集的過程使用一臺(tái)PLC，加壓站、反洗站等負(fù)責(zé)具體的細(xì)節(jié)，而在上位機(jī)的數(shù)據(jù)通訊過程中則使用以太網(wǎng)來完成相關(guān)操作。

2.2.1 加藥房

加藥房主要是完成加藥的過程，其中包含著Φ25 m池和Φ100 m池的加藥與控制過程，在加藥房中有4個(gè)開關(guān)量輸出，還有九個(gè)模擬量輸入，也有10個(gè)開關(guān)量輸入，4個(gè)模擬量輸出。當(dāng)進(jìn)入到3個(gè)池中時(shí)，應(yīng)該對(duì)各自的電磁閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，主要是依照進(jìn)水流量完成操作，當(dāng)流量達(dá)到了規(guī)定的數(shù)值，有助于減小水質(zhì)的波動(dòng)，進(jìn)而提升相關(guān)的處理效率，通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)中各個(gè)單元的特性，確定PLC的調(diào)節(jié)規(guī)律。

2.2.2 消毒過程

消毒過程需要經(jīng)過加氯間完成，具體的量主要是通過設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及流量數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)。其中包含著4個(gè)開關(guān)量、4個(gè)模擬量。根據(jù)Φ25m池中的2個(gè)出水管的實(shí)際流量，對(duì)加氯機(jī)中的加氯量進(jìn)行控制，確保含氯量符合具體標(biāo)準(zhǔn)[4]。

2.2.3 反洗

反洗過程主要是經(jīng)由反洗站完成，通過采集相關(guān)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，完成反洗泵的控制。其中包括6個(gè)開關(guān)量及2個(gè)模擬量?？刂苾膳_(tái)反洗泵的交替暫停使用，就是通過反洗池的液位加以實(shí)現(xiàn)。反洗泵中的聯(lián)鎖控制主要是液位的輸入信號(hào)及液位設(shè)定達(dá)到具體標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)?shù)鸵何粫r(shí)，應(yīng)該立即停泵，保證及時(shí)吸入污水，提升水資源的利用率。

2.2.4 加壓

加壓的過程就是通過加壓站完成，清水池中的水加壓應(yīng)該明確相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)還需要采集管壓數(shù)據(jù)，其中包含著進(jìn)出水閥、總出水口管壓、水壓等，需要采集2個(gè)開關(guān)量輸入，4個(gè)模擬量輸入及4個(gè)開關(guān)量輸出。清水池的加壓控制就是通過輸入的信號(hào)及設(shè)定的壓力完成，欠壓報(bào)警及管壓過壓時(shí)的報(bào)警也是經(jīng)過總出水口的輸入信號(hào)及壓力設(shè)定完成。

2.3 上位機(jī)分析

在生活污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)中，上位機(jī)主要是起到監(jiān)管的作用，其發(fā)揮出的實(shí)用價(jià)值是提供全方位的報(bào)警功能，如果出現(xiàn)了異常情況，報(bào)警器會(huì)在第一時(shí)間完成警示；還有遠(yuǎn)程維護(hù)與診斷功能，并且可以及時(shí)對(duì)下位機(jī)傳輸過來的工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行接收并實(shí)時(shí)顯示，從而更好地做出數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析，也能打印報(bào)表并生成報(bào)表，同時(shí)也可瀏覽報(bào)表并修改報(bào)表，經(jīng)過相關(guān)的操作，可以生成Excel格式的統(tǒng)計(jì)報(bào)表。在具體的工藝流程中，能夠?qū)\(yùn)行的參數(shù)和相關(guān)的運(yùn)行狀況通過圖表的形式反映出來，按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)的功能劃分，主要有報(bào)表統(tǒng)計(jì)功能、顯示功能、數(shù)據(jù)管理及采集功能等。

3 西門子S7-300PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)中的監(jiān)控系統(tǒng)軟件

通過運(yùn)用相關(guān)的編程軟件，可以對(duì)系統(tǒng)程序加以設(shè)計(jì)，通過采用結(jié)構(gòu)化、模塊化的編程方式，可以實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)控。西門子S7-300PLC中的監(jiān)控系統(tǒng)軟件主要是采用了連續(xù)控制模塊SFB 41 “CONT_ C”。數(shù)據(jù)接受FC 105功能模塊，并將其轉(zhuǎn)換為上限與下限之間的實(shí)型值，在可編程邏輯控制器上使用了連續(xù)控制器，經(jīng)過持續(xù)地輸入與輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝過程的控制。

4 結(jié)語

通過分析西門子S7- 300PLC生活污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)，明確了系統(tǒng)的組成部分，特別是在相關(guān)的工作流程、設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)等方面，更加真實(shí)地印證了自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)生活污水處理廠采用的物化方式處理工藝過程及工藝原理展開系統(tǒng)設(shè)計(jì)，當(dāng)污水處理廠實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化運(yùn)行時(shí)，可以有效地減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并且保證污水處理的過程更加有效，提高了運(yùn)行的效益與效率，實(shí)現(xiàn)了更為科學(xué)化的生產(chǎn)管理，讓生活污水的排放符合國(guó)家的具體標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 呂俊.基于西門子s7-300PLC的水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)分析[J].低碳世界，2016（34）：261-262.

[2] 戴花林，胡丹丹.基于S7-300PLC的生活污水自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2016（11）：86-87.

[3] 倉(cāng)冰南，李小生，王慶凱，等.基于S7-300和WinCC的水處理廠全流程自動(dòng)控制系統(tǒng)[J].有色金屬（選礦部分），2016（2）：85-89.

[4] 殷長(zhǎng)江.基于西門子S7-300 PLC的生活污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2012（5）：120-121.