工业污水处理PLC控制教学项目设计

康永泽

摘 要 PLC适用于工业环境，它体积小、可靠性高。在污水处理电气控制中，用PLC可以很方便地实现控制功能并且PLC控制逻辑功能清楚。在教学中要不断开发新的项目，促进学生拓宽视野。

关键词 PLC；SFC；梯形图；工业污水处理

中图分类号：G712 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）21-0031-03

1 可编程控制器（PLC、PC）简介

可编程控制器简称PLC、PC，是工业中的一种自动化控制装置。这种装置的运用在工业上有很多的优势，例如：在控制能力方面，相对于传统设备而言，其控制能力更强；在可靠程度方面，相对于传统设备而言，其可靠程度更高；在配置方面，也不同于传统设备的统一配置，其配置更显灵活；在编程方面，其编程业务更加简单。因此，这种自动化控制设备一出现便受到市场的追捧，被视为未来工业控制领域的重要技术与设备。

PLC可编程控制器的核心技术为微处理器，微处理器的运用将微型计算机技术与自动化控制技术、通信技术等融为一体，操作更加便捷、精准。

可编程控制的可靠程度也是有目共睹，因此，在市场上无论是应用的广度方面，还是应用的深度方面，都远高于其他的自动化控制设备。也因此，这种设备一出现便被现代专家认为是当代工业生产自动化的重要支柱之一。

2 工业污水处理系统控制的要求

在教学中首先要弄清楚控制要求，弄清楚工作过程、控制顺序。工业污水处理示意图如图1所示。工业污水处理的自动控制过程有以下几个步骤。

停止状态 当系统处于停止状态时，红色停止指示灯L1亮，L2、L3灭，M1、M2停止，污染度检测SW为OFF。

运行状态

1）当按下启动按钮SB1后，搅拌电机M2首先运行，绿色运行指示灯L2亮，停止指示灯L1灭。

2）搅拌电机M2运行5分钟后停止运行，同时鼓风机M1开始运行，向污水处理池内曝气供氧。

3）当处理池内污水达到排放标准时，污染度检测器发出信号（SW为ON），此时黄色报警指示灯L3闪烁，提醒污水已经处理完毕；延时3分钟后，M1停止运行，L2、L3灭，L1亮，系统自动返回到停止状态。

紧急情况 若在污水处理过程中发生紧急情况，则按下停止按钮SB2，系统立即停止运行，且红灯L1闪烁提示故障报警，直到故障解除。

3 电机控制主回路设计

学生要掌握电机转动原理及控制特点，画出主电路图。

主电路 有两台电动机需要控制，主电路用交流接触器的常开触点去控制电机的启动与停止，电路中还设有长期过载保护设备——热继电器。QS是电源总开关，FU是电源保险，KM1是交流接触器的常开触点，FR是热继电器的双金属片上线圈。主电路如圖2所示。

4 输入输出分配表

首先，学生要弄清楚输入设备、输出设备有几个，然后归纳总结成表格。整个控制过程输入设备4个，输出设备5个，归纳如表1所示。

5 PLC的I/O接线图

学生要弄清楚输入设备如何与PLC相接，输出设备如何与PLC相接。用图形表示出来，有4个输入设备，5个输出设备。5个输出设备中又分两种情况：一种是灯，需要24 V电源；一种是交流接触器，需要220 V电源。接线图如图3所示。

6 软件设计，画出SFC图

学生要掌握SFC图在电脑上的画法，还要弄清楚每一步（状态）以及步与步之间的条件。

1）设置第一个模块，块类型是梯形图，初始化条件M8002，初始化状态继电器S0。

2）设置第二个模块，块类型是SFC图，如图4所示。

3）为了解决紧急情况，初始化脉冲这里可以进行重新设计，如图5所示。

7 运行结果调试

按要求把输入输出硬件导线接好，再把程序从电脑下载到PLC，让PLC运行，观察效果，与题目要求一致就成功了。学生通过这个项目，可以更好地理解PLC在工业中的应用，了解如何用更好的办法去解决复杂的问题。

8 结论

综上所述，本文论述了工业中污水处理PLC控制教学项目的设计方法，认为在教学中，教师首先应让学生清楚地了解控制要求、工作过程以及控制顺序；随后进一步讲

授，让学生掌握电机转动原理及控制特点，画出主电路图；再次应让学生知道输入设备、输出设备有几个，并根据他们的了解内容归纳总结成表格；知道输入设备如何与PLC相

接，输出设备如何与PLC相接等。通过教师对这些知识的传授，学生能拉近与PLC的距离，加强对PLC的运用能力。

参考文献

[1]阮友德.任务引领型PLC应用技术教程[M].北京：机械工业出版社，2014.

[2]范次猛.PLC编程与应用技巧[M].武汉：华中科技大学出版社，2015.

[3]韩剑宏.水工艺处理技术与设计[M].北京：化学工业出版社，2007.