PLC在污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用

謝紅莉

摘 要：近年來(lái)公司為了降低污水排放量，提高水資源利用率，規(guī)劃和建設(shè)了自己的污水處理分廠。目前我公司污水處理分廠采用了生化處理工藝，其運(yùn)行經(jīng)濟(jì)可靠，處理能力強(qiáng)、效果好，但運(yùn)行工藝過程復(fù)雜，機(jī)電設(shè)備品種多、數(shù)量大。為了精簡(jiǎn)機(jī)構(gòu)，提高系統(tǒng)控制的穩(wěn)定性及自動(dòng)化程度， PLC成為污水處理自動(dòng)化方面的首選。本系統(tǒng)針對(duì)我公司污水處理分廠的具體要求，用SIEMENS的S7系列可編程序控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)污水處理分廠生產(chǎn)過程的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集，從而達(dá)到運(yùn)行成本經(jīng)濟(jì)、系統(tǒng)穩(wěn)定、自動(dòng)化程度高。

關(guān)鍵詞：PLC；功能圖；污水處理

中圖分類號(hào)：TB 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.26.095

1 工藝流程

我公司污水分廠是針對(duì)公司工業(yè)污水進(jìn)行處理，工業(yè)污水處理一般為二級(jí)處理。一級(jí)處理主要除去較大懸浮固體物，二級(jí)處理主要是酸堿度的調(diào)節(jié)。工藝流程圖如圖1所示。

在圖1中，廢水通過排水管網(wǎng)收集，流入污水處理部分，流經(jīng)格柵去除較大懸浮固體物。出水再送入平流式初沉池，在初沉池中去除小部分BOD5（生化需氧量），大部分懸浮物在自重下沉淀形成污泥，經(jīng)管網(wǎng)收集進(jìn)入污泥濃縮池。經(jīng)初沉池后的廢水再流經(jīng)曝氣池，采用表面曝氣，投加懸浮填料使活性污泥體系穩(wěn)定，去除絕大部分BOD5（生化需氧量）。廢水進(jìn)入二沉池進(jìn)一步去除BOD5（生化需氧量），使水達(dá)標(biāo)。二沉池中的部分污泥進(jìn)行回流，流至曝氣池進(jìn)行污泥接種，剩余污泥送至污泥濃縮池，對(duì)初沉池和二沉池中的混合污泥進(jìn)行濃縮，然后進(jìn)入后續(xù)處理（外運(yùn)）。

2 PLC硬件選型

根據(jù)對(duì)工藝流程和控制要求的分析得出輸入/輸出的分配，如表1所示。從I/O分配表中統(tǒng)計(jì)出開關(guān)量輸入為15點(diǎn)，開關(guān)量輸出為13點(diǎn)，模擬量輸入為 4點(diǎn)，模擬量輸出為1點(diǎn)。I/O點(diǎn)數(shù)估算應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10%～20%的可擴(kuò)展余量，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。所以需要的點(diǎn)數(shù)為DI18點(diǎn)、DO15點(diǎn)、AI5點(diǎn)、AO2點(diǎn)。PLC在控制過程中主要完成開關(guān)量的邏輯控制和模擬量的連續(xù)PID控制。根據(jù)I/O統(tǒng)計(jì)和功能分析，結(jié)合PLC的性能指標(biāo)，選擇西門子S7-200，CPU選擇CPU224XP。CPU224XP的開關(guān)量輸入/輸出為14/10，而系統(tǒng)需要的開關(guān)量I/O點(diǎn)數(shù)為18/15。所以需要增加開關(guān)量擴(kuò)展模塊，選擇EM223，它的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)是8/8。系統(tǒng)需要的模擬量I/O點(diǎn)數(shù)為5/2，CPU224XP的模擬量I/O點(diǎn)數(shù)是2/1，也需要增加模擬量擴(kuò)展模塊。選擇EM235，它的模擬量輸入/輸出點(diǎn)數(shù)是4/1。模塊地址分配如表2所示。

3 程序設(shè)計(jì)

整個(gè)污水處理系統(tǒng)是很復(fù)雜的，其控制過程及其程序體系也比較龐大，在這里只針對(duì)其中一小部分——沉淀池的控制作詳細(xì)介紹。

控制分析：系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)打開0#閥，污水進(jìn)入1#沉淀池。當(dāng)1#沉淀池為高液位時(shí)，打開2#閥，污水就進(jìn)入2#池。當(dāng)2#池為高液位時(shí)，如果1#池為低液位，就打開1#閥。如果1#池為高液位，就手動(dòng)打開3#閥。之后，如果1#或2#任一個(gè)池為低液位，就打開起閥。其功能圖如圖2所示。

程序設(shè)計(jì)如圖3。

系統(tǒng)初始化后，即SM0.1在PLC上電后自動(dòng)為ON。在I0.0打開的條件下得到Q0.1動(dòng)作（打開1#閥）。如果達(dá)到I0.2（高液位）時(shí)，就打開Q0.2（打開2#閥）。又到達(dá)I0.3（高液位）時(shí)，轉(zhuǎn)入等待。如果條件是I0.4（1#池低液位），動(dòng)作就轉(zhuǎn)入Q0.1，如果條件是I0.2，就執(zhí)行Q0.3（打開3#閥）。如果條件是I0.1或I0.4就動(dòng)作Q0.2或Q0.1。

其它控制過程的程序編制過程與此類似，只要我們根據(jù)工藝?yán)L制出流程圖就可以運(yùn)用編程軟件編制出控制程序。

參考文獻(xiàn)

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