基于实验污水处理间的PLC系统设计

基于实验污水处理间的PLC系统设计

李逸家

（深圳市农业科技促进中心518055）

摘要：污水处理厂对污水的处理净化分成多个过程来完成,在过程控制中分段采用几个独立的PLC系统进行控制,对其中的PLC系统加装电源型电涌保护器和信号型电涌保护器,围绕PLC控制机房敷设了环形地网,对机房内设备进行了等电位连接。本文主要探讨其中一个污水池开关量信号线在安装信号保护器过程中遇到的问题。

关键词：污水；处理工艺；Plc控制

一、现场情况概述

针对科研单位实验室废水均没有进行处理而直接排放，从而对周边水体造成严重污染的情况，农业科技大厦中许多科研实验室，开展有关农业方面等食品安全的检测工作，实验室排放一定的污水量，排放周期不定，大楼虽有对污水进行前期初略的划分，分为物理废水和生化污水，但水质成分复杂，所有污染物成分也很复杂，除了含有洗涤剂及常用溶剂等有机物外，还有较多的酸碱、重金属以及有毒有害的有机物，而且含有许多新生物质，性质很难确定。本设计基于PLC中SIEMENS的S7-400系列设计系统，PLC是该系统的重要组成原件，各单元按一定拓扑结构互连构成污水处理系统的控制系统，设计实验污水处理系统，提高污水处理的运行管理水平。

二、污水处理系统中处理工艺

首先从大楼内收集实验废水，经过粗格栅，去除实验废水中较大的垃圾、漂浮物；通过1台100kw和1台54kw的污水泵将污水提升到细格栅，将较小的漂浮物去除；在沉砂池搅拌、去砂；然后进入生化池进行厌氧、耗氧处理，经沉淀池废渣去分离，上层澄清液作为净化后的清洁排放水；沉淀下来的污泥一部分回流到生化池再生利用，一部分作为剩余污泥回流到污泥浓缩池，进一步浓缩，通过污泥处理系统，把泥浆态的污泥脱水、压滤，形成干污泥饼。砂搅拌器的自动运行通过进水电磁流量计控制，而抽砂泵的运行状态是由微机对其开、停时间的设置控制的。生化池厌氧区的搅拌器、沉淀池的吸刮泥机、污泥回流泵房的阀门和回流泵都是由微机触发指令通过PLC控制。脱水机房的设备主要担负由污泥提升泵将回流泵井的剩余污泥与污泥絮凝剂按比例混合进行脱水处理。脱水机系统的联动控制时序：条件-各设备准备就绪，无故障；空压机、自动配药池正常运行；启动-皮带输送机运转，带式脱水机运转，投药泵运转，污泥泵运转；停机-控制顺序与启动顺序相反；时间-根据实际的运行状况，可在PLC中设置各设备联动间隔时间。

三、污水处理系统PLC设计

在大厦电气自控的总体设计上，应在允许的条件下，提高污水处理系统的自动化程度，尽量做到无人值守，这一点对减少污水处理系统的经营成本有重要意义。PLC构成的控制系统流程：一台PLC控制多台检测仪器的集中控制系统，采用PLC（SZ-4）模块，8点DC12/24输入模块Z-8ND1，8点集电极开路输出模块Z-8TD1，4通道12位模拟量输入模块Z-4AD1。

（一）PLC监控系统

要完成信号实时采样、脉冲量累计、预警报信号监测与报警输出等，并通过各种传感变送器与传感器连接，该监控系统有自动、半自动和手动三种运行模式。PLC作为一种控制设备，用它单独构成一个检测系统是很有局限性的，主要是无法进行复杂运算，无法显示各种实施图形和保存大量历史数据，也不能显示汉字和打印子报表，没有良好的界面。这些不足，选用上位微机来弥补。

（二）污水处理系统中的PLC子站皮带运输机的控制程序设计

原料从料斗经过PD1、PD2两台皮带运输机送出；由电磁阀M0控制从料斗向PD1供料；PD1、PD2分别由电动机M1和M2。

初始状态：料斗、皮带PD1和皮带PD2全部处于关闭状态；

启动操作：启动时为了避免在前段运输皮带上造成物料堆积，要求逆送料方向按一定的时间间隔顺序启动。操作步骤为：皮带PD2-延时5秒-皮带PD1-延时5秒-料斗M0；

停止操作：停止时为了使运输机皮带上不留剩余物料，要求顺物料流动的方向按一定的时间间隔顺序停止，停止的顺序为：料斗-延时10秒-皮带PD1-延时10秒-皮带PD2；

故障停车：在皮带运输机的运行中，若皮带PD1过载，应把料斗和皮带PD1同时关闭，皮带PD2应在皮带PD1停止10秒后停止。若皮带PD2过载，应把皮带PD1、皮带PD2（M1、M2）和料斗M0都关闭。

I/O地址分配

程序设计，用步控指令根据皮带运输机控制要求涉及的功能。

皮带运输机的PLC梯形图

四、PLC设计小结

PLC控制系统具有以下几方面特点：

网络间隔传输速度快，距离远，可靠性高；

直观界面，操作简便，功能齐全；

维护方便，运行费用低。系统扩展方便，可随时增加节点，并可通过网络由中控室修改程序。PLC和网络可靠性高，维护工作量小；

综上所述，PLC控制系统对污水处理效率提高，减少现场操作人员，大大提高安全性。与传统污水工艺PLC控制相比，具有功能齐全、高度智能化、运行可靠、投资省、见效快等优点。对于接下来的农业科技大厦污水处理间系统完善，推荐采用PLC系统。

参考文献

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[3]电涌保护器在实际工作中的作用及应用方法[J].张楠.南方农机.2017(24).

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