基于PLC的污水处理系统研究

南风化工集团股份有限公司 李登峰

由于能源的大量使用，导致环境遭到很大的破坏，我国基本国策中包含了环境保护，对污水处理在环境保护中是较为重要的内容。对污水进行必要的处理不但能够保证优质的环境，而且还可以提高我国各个行业的经济发展，于此同时，在很大程度上保证了我国经济的长期可持续发展，对整个社会来说是非常重要的举措。PLC污水处理系统的开发和应用符合 我国高效和低耗的运行标准，对我国为未来发展和人们健康生活具有重大意义。

1 污水处理的主要内容及处理工艺

1.1 污水处理内容

我国污水主要分为城市污水、生活污水和生产污水。所有的污水产生后都排放到污水处理系统，污水中含有大量的多种物质和致病菌等，比如，氨基酸、肥皂、蛋白质和碳水化合物等，还含有较多的病菌，对人体有很大的伤害。

1.2 污水处理工艺

污水处理主要分为以下不同的系统1）浊环水系统。需要进行过滤的浑水进入到浊环水系统中，将浑水通过热井提提升泵进入到浑水过滤器中，通过对台告诉过滤器对其进行过滤，过滤处理完毕后再对其进行冷却，将冷却后的浑水放入到冷水池进行重复性使用，由于管道上有一定的压力，使水的流量和液位有不同程度的显示，温度在压力下在显示器中进行显示，将水的信息进行显示[1]；2）净环水处理系统。浑水处理后进入到冷水池进行冷却处理，冷水池中的冷水来源主要有三个支路；一是经过净环水供水泵及自清洗过滤。热处理炉和火切机的正常运行需要冷却水对其支持，冷水塔在对其进行冷却，将冷却后的水放到净环水冷却池系统；二是淬火机冷却水系统。冷水池的冷水需要通过淬火机高位水塔供水泵来进行提供和循环利用，对其进行间接提供冷却水，冷却水的水压一定要保持在0.4MP，高压段供水泵把现有的水压升高到0.8MP，使其进入到冷水高压状态，管理上显示有压力、温度和水的流量等；一路为NCC系统。冷水池将水冷却后通过NCC高位水塔供水泵把水送入到水塔内，NCC系统的正常运行也需要有冷却水的支持，冷却完毕后NCC进入到净环水处理系统；3）反洗水系统。通过过滤器将排水送入到调节池，将水有提升泵送入到浓缩池，水中的污泥通过浓缩机转变为干冰泥。

2 PLC污水处理系统的研究方案

PLC污水处理系统采用的编程控制器是三菱 FX2N 型[2-3]，控制系统结果如图一所示。由此可以看出，整个系统中的不同环节转换主要是由PL控制器对其进行有效控制，比如格栅池、调节池和生化池等。由于该系统是自动化运行，对各个环节的运行需要通过监控来实现，根据专门监控的计算机对整个系统进行监控，监控需要根据不同环节中的参数来进行自动的实时性调节。

图1 基于 PLC 的污水处理系统框图

由图1可以看出，该污水处理系统在运行中主要是对液面中的信息进行监控，在检测的过程中采用浮球传感器。它的工作原理：把液面位置通过浮球传感器转变为浮球弹簧的移位，再通过和磁体进行连接，磁体电阻大小受到不同的变化来体现出液面位置的不同信号之间的转变，液面位置的变化直接影响着弹簧的移位。分压信号通过浮球转换器转换为电流，和表头项进行配合，通过这种信号的转变实现不同距离的指示，这种方式具有较高的可靠性,并且原理较为简易。

高速过滤器反洗水泵有较高的控制能力，由不同组别组成，每个组由该组中的高速过滤器来实施发出命令，由高速过滤器PLC来接收该组中发出的信号，该组中通过高速过滤器进行冲洗，在进行冲洗时，高速过滤器PLC会对吧泵发出停泵和启泵的信号命令，进而对泵进行实时性控制。浓缩机污水供水泵分为主泵和备用泵；净环水供水有3个泵，本别为主泵和备用泵，备用泵为一个，在运行中如果主泵出现问题，备用泵会自动启动运行。

3 PLC控制系统的设计

3.1 PLC的选型

由不同要求来对PLC的型号进行选择，一般情况下采用FX2N系列的PLC[4]。这种系统的结构较为密集，并且功能较为齐全，能够为不同种类电机提供优质的接口，在此基础上有极高的性价比，使用起来较为方便，除此之外，该型号的PLC还具有其他功能，比如显示和通信等，最为重要的是具有较为强的定位功能，可以对需要定位的部位进行精准的定位。

3.2 控制部件选择

电机在其中的使用非常重要，所以电机的选择尤为重要，使用上海制造的排污泵。电机的结构较为密集，并且自身工作耐力较大，可以适应长时间工作状态，体积较小，为其他设施的设计提供必要的空间，该电机潜水后即可运行；液位变送器在其中的作用较为明显，所以在选用时一般选择的型号为ND-21；余氯仪型号选择为NSC100，该型号能够对水中残留的氯元素进行持续性的测量，并且对水中的PH值进行精确的测量；污泥泵的选择需要慎重，一般采用ZW 型自吸式无堵塞排污泵，能够对各种污染物进行吸附。

3.3 PLC污水处理系统软件设计

PLC污水处理系统的软件设计采用FXGPW1N来完成，由于PLC主要对不同电磁阀进行必要监控，并且在此基础上还需要对搅拌机与除污机进行必要的监控，因此在进行软件设计时需要对不同环节进行合理设计。就进水阀门控制子程序为例来体现PLC控制程序的设计原理。如果集水池水位高于预定水位时，打开第一个SBR池，使之进水。水位不断上升时，对第一个进水阀进行关闭，并且将2号阀门打开，其他阀门同样按照 此种方法来完成。

图2 进水阀门控制程序梯形图

4 结束语

综上所述，PLC污水处理系统在我国污水处理中具有非常重要的地位，这种三菱系列PLC在污水处理方面具备了较为强大的自动化处理功能，从根本上对污水进行必要的处理，解决了人们由于污水问题导致的其他经济问题。污水处理技术比较多样化，相比之下，PLC处理技术更具高效性，并且处理过程自动化，流程较为简单。PLC污水处理系统的设计是根据PLC独具的自身功能和特点，对各种阀门、水泵等设施进行不同程度的控制，达到污水及时处理的目的。

[1]应劭霖.基于PLC的污水处理自控系统研究[D].江西农业大学,2012.

[2]高德欣,路永华.PLC在城市污水处理系统中的应用[J].自动化与仪器仪表,2003,02:19-21.

[3]赵小军.基于PLC的污水处理系统设计[J].河南科技,2014,19:88.

[4]赵芳,李从冰.基于PLC的污水处理控制系统[J].工业控制计算机,2006,04:59-60.