基于PLC控制的自动化污水处理系统

基于 PLC控制的自动化污水处理系统

甄文博 马霞

新疆蓝山屯河能源有限公司 仪电中心 831800

摘要：当前时期，在社会经济建设工作大力开展的背景下，民众的生活品质有了显著提升，人们在重视物质生活的同时，更加看重了环保健康的关键性，因而，环保意识逐渐增强，生活领域、工业领域的废水排放、处理问题愈加受到了大家的关注，环保部门对于污水排放的标准也变得愈来愈高。所以，在污水处理环节如何实现绿色环保、节能减耗的生态化目标，进而节省成本、减少资源耗费量，优化污水处理能。针对于此，基于PLC控制的自动化污水处理系统得到了大范围的应用。

关键词：PLC；自动化控制系统；污水厂；应用

引言

通过网络平台查询相关资料，可知基于PLC控制的自动化系统，可以随时监测并搜集污水处理厂中各类设备仪器、水质仪表的运转工作状况，从而集中化处理污水。除此之外，该系统的创建形成了数字化平台，可以直观化的了解到污水处理工艺的运行状态；结合仪表搜集到的水质水量相关参数信息，可以保证药剂投放量的精准性，最终实现自动化污水处理目标。所以，在污水处理厂中建设自动化管控系统很有必要，该系统的创建能够显著提升污水处理工艺的自动化水平，促使节能减耗、绿色环保的生态化理念落于实处。

1、PLC控制系统的构成及其工作原理

1.1PLC控制系统的构成

PLC控制系统是在依附于以往顺序控制装置之上，加入微电子技术、信息化技术、自动控制技术、通信技术等若干高新技术，融合而成的一种新型工业控制装置，其研发目的在于替代继电保护、执行指令、记录等控制单元，从而创建出的远程操控系统，该系统具备很强的柔性、适用性、便捷性、稳定性、抗干扰能力强、程序编辑流程简单等特征。对于污水处理厂而言，基于PLC控制的自动化系统主要涵盖了三个层级的控制模块^[1]。（1）中控控制模块。作为污水处理厂的控制指挥中心，中控控制系统涵盖了光纤、交互机、以太网等构成部分，通过网络通信的方式，将PLC搜集到的设备参数信息录入到中控指挥中心，进而在中控指挥现场将相应的数据信息以直观化的方式展示出来。与此同时，中控室的管理人员还可以借助中控系统，录入设备参数，用以操控设备的启用与停止，将控制指令以信号的方式传送到PLC控制系统之中，实现对污水厂之中各类设备的远距离操控；（2）现场控制模块。该模块为污水处理厂之中PLC控制站的控制单元，监测操控作业面为现场PLC站的触摸显示屏、各类指示系统，其可以在技术人员操控设备或者调控设备时，掌握设备的工作状况，从而分析出设备之中是否存有故障隐患，保障设备可以照常使用；（3）就地控制模块。在设备控制方式转换为就地方式时，技术人员便可借助污水处理厂中的就地柜操控设备的启用与停止。就地控制模块能够在PLC自动化控制系统产生故障问题时，或者调试污水处理设备时使用，为各类设备的照常运转工作提供保障。

1.2PLC控制系统的工作原理

基于实际情况来看，基于PLC控制的自动化污水处理系统，其实就是一个闭环形式的控制方式，其主要涵盖了数据信息搜集、数据信息处理、数据信息传送这三大部分构成^[2]。首先，PLC系统通过提前录入数字量、模拟量，搜集污水处理厂中的各类设备仪器、水质仪表的参数信息；其次，技术人员结合污水处理工艺标准，编辑控制程序，在此基础上，PLC就可以对反馈到的数据信息做出相应的处理，将需要调整的参数、需要启用的设备信息计算出来；然后，结合计算得出的结果通过PLC的数字量录入、模拟量产出等模块，操控污水处理厂之中的各类设备。以上三个步骤构成了一个反复循环的闭环环境。比如，在曝气系统之中，若想控制鼓风机的出风口风量，便可借助PLC自动化控制系统，对出风口位置上的导叶气量做出管控，从而依照运行环境之中的温度，自动操控风机的冷却系统，对风机的温度做出相应的调控。

2. 在污水处理厂中PLC控制系统的应用现状与问题分析

2.1自动化控制能力有限

至今为止，大多数污水处理厂都已经实现了创建了基于PLC控制的自动化管控系统，即便如此，但是经实践论证，污水处理系统的自动化控制能力仍旧会受到多方因素的制约，很多自控系统都仅仅能够监测设备的运转工作状况，然而一旦有故障问题产生，依然需要技术人员手动完成故障治理工作。此外，污水厂中各个工艺流程之间的联动性普遍较差，当前还是需要设备运维管理人员手动完成各个工艺流程之间的衔接，可见控制系统仍然不能实现全自动化。

2.2自动化设备使用状况与现状

通过网络平台查询资料，可知现如今大多数污水处理厂以PLC控制为基础之上创建的自动化污水处理系统，仅仅是将PLC的计算能力体现了出来，譬如计时器、port ID等功能，而且使用频次最多的是数据信息监测、传送功能。相比照最早使用的半自动控制电路而言，只是增加了一项监控能力，倘若如此，借助外部控制设备也可以做到

^[3]。另外，PLC控制中的通信、数据处理、计算等功能使用的频次相对较少，程序的自动化水平也需要提升。与此同时，由于污水处理厂之中各类设备的工作环境比较恶劣，所以需要稳定系数高的自动化控制系统，对各类设备做出管控、协调，这样才可以将污水处理厂中各类设备的实用性效果全部体现出来。

3、基于PLC控制的自动化污水处理系统

3.1基本设备控制

污水处理厂之中经常使用到的设备主要有：粗细规格的格栅、传输设备、刮泥机等，通常状况下，这些设备都需要达到一定的条件才可以启用，比如设定使用周期、液位参数、泥位参数等，操控方式也比较简单。

3.2恒流量控制

站在实际角度分析，恒流量控制主要的作用对象是水泵、风机。以管控水泵的恒流量为例，从本质层面上来看，水泵实行恒流量管控，其实就是控制水泵的转动速度。为了保证管控效果，一般需要构建一个闭环系统，通过PLC控制的模拟量录入模块，搜集水泵出水管位置上的流量参数，然后与相应的指标作比照，计算出水泵的转动速度，最终依照PLC控制的模拟量产出值调节频率，管控水泵的转动速度，进而调控流量。

3.3药剂自动补充系统

大多数污水厂之中的处理工艺流程中，都会投入药剂来分解污水之中掺杂的化学物质，在欠缺自动化设备状况下，药剂投入需要凭借工艺技术人员手动计算出药剂加入量，然后人为加入到工艺流程之中。现如今，大多数药剂投入是使用计量泵，通过药剂管路进入到相应的工艺流程之中。所以，如何精准地投放药剂，也需要构建出一个闭环式的自动化管控系统，保证药剂投放的精准性，以免人为误差影响到最终的处理结果。

3.4工艺联动控制

为了联动控制污水处理的各个工艺流程，就需要借助PLC控制的通信功能，实现数据信息的交互，从而结合污水厂的水质水量情况，得出相应的运行参数，保证工艺联动控制的效果达到预期标准，优化污水处理系统的自动化管控水平。

结束语

总而言之，对于污水处理厂来讲，基于PLC控制的自动化处理系统，如何才可以发挥出应有效用，助力于污水处理进度、效果的提升，从而保证水质水量达标，实现节能减耗、绿色环保目标，进一步提升企业的社会影响，已经成为了大部分污水处理厂的重点研究问题。因此，作为污水处理厂一定要对这些内容予以重视，选用实效性强的措施，优化基于PLC控制的自动化污水处理系统，强化污水处理效率，促使污水处理厂得到长久稳健的发展。

参考文献:

[1]张思远,李建莉,曾楠.对PLC自动控制系统在污水处理中的运用初探[J].现代盐化工,2020,47(02):53-54.

[2]余德文.PLC控制系统在企业污水处理中的应用[J].集成电路应用,2020,37(07):154-156.

[3]马洪涛,张子良,张福超,李玺梅.污水处理厂PLC自动控制系统应用探索[J].山东工业技术,2017(14):25.