关于西门子S7-300在水处理中的自动化应用研究

关于西门子S7-300在水处理中的自动化应用研究

郑婷婷

（大唐长春热力有限责任公司130000）

摘要：随着科学技术的不断发展，生产高度自动化已经成为了社会发展的主要趋势，基于此，本文对西门子S7-300在水处理中的自动化应用展开研究。从设备选型、功能实现、实际应用这三个方面展开分析，利用实际案例具体分析自动化控制模式和上位机监控模式的运行功能，并且以黑龙江省的某个大型污水处理厂为例，观察西门子S7-300的具体应用效果。

关键词：西门子S7-300；污水处理；自动化控制模式；上位机监控模式

引言：经济水平提高，城市化不断发展，加强污水处理工作，解决水污染问题已经是现阶段的重点问题。采用西门子S7-300控制设备，可以有效提高污水处理工程自动化水平，提高运行效率，降低人力损耗，保证工艺安全的稳定运行。

一、西门子S7-300水处理设备选型

目前，很多工业企业都购入了大量的水处理设备，而且其中大部分水处理设备的操作步骤较为繁杂，工作人员需要面临较大的工作量，企业也需要承担较高的水处理成本[1]。采用西门子S7-300水处理设备可以有效控制水质量，降低成本并且减少工作量，但是需要注意的是必须要合理选择西门子S7-300中的PLC硬件系统以及程序编程手段，只有如此才可以真正实现对水处理工艺的自动化控制。首先是西门子S7-300中PLC的选型，可以选择CPU315-2DP型号PLC，这种设备可以满足基本的水处理控制要求，而且通讯能力较强，可以进行远程连接，最远的通讯距离达到了1000m。运行速度和内部集成功能也都相对较强。水泵变频器的选型也十分重要，目前市场上的变频器有很多，其中西门子的430变频器具有极为牢固的EMC设计，拥有着风机和泵类的专用功能，最为重要的是这种变频器可以和西门子S7-300PLC实现最大程度的兼容。最后，液位计的选型也十分重要，考虑到水处理过程中需要对水池液体进行全面监测，因此选择了HR-YKB型浮球液位开关，这种液位计可以承受300℃的介质温度以及6.4MPa的介质工作压力。

二、西门子S7-300自动化功能实现

西门子S7-300在水处理工作中最为重要的任务就是对整个工艺流程进行监控，以此保证水处理工作稳定运行，水处理设备生产安全，降低工作人员的工作量，最终达到降低成本的作用。西门子S7-300的自动化功能一共分为两个部分，具体内容如下：

首先是自动化控制模式，西门子S7-300中的控制模式有两种分别为：就地控制、远程控制，远程控制还可以进一步划分为手动控制和自动控制。远程控制主要是针对一些设备数量较多、分布较广的水处理厂，通过远程控制可以监控、测试单体设备的运转情况，也可以控制单体设备的运转启停。而在远程自动控制的过程中，水处理设备完全受PLC控制，不需要进行任何人力操作就可以实现水处理自动化，例如：开关阀门、启停设备、液位报警等设备控制工作。受PLC控制的水处理设备有格栅、水泵、搅拌机、污泥泵等，以污泥泵为例，如果需要处理的污水中含有较多的污泥，那么污泥泵的存在十分重要，在实际应用的过程中，需要根据污水处理系统出泥量的多少来确定运行参数，一般情况下，每8小时排泥一次，每次排泥10分钟。比如，某污水处理厂中的出泥量较小，因此该厂配备了两台排泥泵，按照上述运行参数进行运行，且每隔6小时切换排泥泵，同时利用西门子S7-300PLC实现了排泥泵的自动化，不需要工作人员进行手动切换，排泥工作效率得到显著提高[2]。

其次是上位机监控模式，在西门子S7-300中上位机监控模式发挥着十分重要的作用，通过监控水处理设备，可以让工作人员对水处理系统的运行情况有全面的了解，同时保证水处理系统的正常运行。以某污水处理厂为例，该污水处理厂在中央控制室中配备了两台计算机，且两台计算机互为热备设备，针对污水处理厂的工艺流程、设备运行状态、设备运行参数等方面进行监测。利用西门子S7-300可以展示出详细的工艺流程，在上位机中会清晰的展示出水处理的实时状态，设备的具体运行参数，还可以调取相关历史数据记录，让工作人员能够完全了解工艺流程具体运行情况，设备情况也可以清晰准确的掌握。不仅如此，工作人员可以操作上位机，切换画面视角，从而对每个工艺流程阶段，不同的设备反应池进行观察，一旦发现问题，可以远程启停现场设备。

三、西门子S7-300水处理实际应用

本文以黑龙江省的某个大型污水处理厂为例，该污水处理厂每天需要处理5万t污水，还要保证处理后的水质1级A的标准，该处理厂处理后的水主要提供给当地的几个工业电厂。该污水处理厂采用的是A2O工艺，对污水进行物理处理和生化处理，但是该污水处理厂的设备较多、设备分布较广，数据采集存在较大的困难，管理人员的日常工作较多，经常会出现管理漏洞，对该处理厂的正常运行造成了严重的阻碍。为了进一步提高管理水平，该处理厂采用了西门子S7-300污水自动化控制系统，通过西门子S7-300系统实现了实时监视和远程控制，对处理厂内部的各污水处理设备进行了良好的管理控制，数据采集情况得到改善，形成了科学合理、经济高效的自动化监控系统。自使用后，该污水处理厂的处理能力得到了大幅度提高，污水处理设备的故障率明显降低，生产效率也得到了显著提高，至今已经运行了1年，没有发生任何故障。

总结：综上所述，西门子S7-300自动控制系统可以保证水处理工作稳定安全的运行，通过对水处理设备的实时监控、集中管理，有效提高水处理效率，降低人力消耗，提高水处理工作的经济效益。

参考文献：

[1]岳坤.西门子S7-300在水处理中的自动化应用[J].山东工业技术，2017（20）：77-77.

[2]郝韶嵩.西门子S7-300在三河燕郊污水处理厂的应用[J].煤炭与化工，2016，39（2）：142-144.