PLC在化工废水处理厂自动控制系统中的应用研究

摘 要：本文以某化工废水处理厂为研究对象，分析了PLC在该处理厂自动控制系统中的具体应用和控制功能。实践表明，PLC在化工废水处理中可实现良好的运行效果和稳定性。

关键词：PLC；化工废水；自动控制系统

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.106

0 引言

随着处理工艺技术的提升和自动化控制技术的深入发展，我国工业污水处理已进入自动化、智能化控制阶段。在工业污水处理领域，PLC控制器因具有诸多优点，得到了越来越广泛的应用。PLC已成为工业污水处理厂自动控制系统中的主要设备。

1 PLC的优点

PLC，也称为可编程控制器，具有以下诸多优点：一是控制程序可变。由于工业废水的种类多，因此处理工艺技术复杂多变。而采用PLC，随着工艺的变更，只需改变相应程序即可满足处理需要。二是可靠性强。PLC的使用寿命较长。且应用可靠、稳定，故障率较低，能有效的提升污水处理效率。三是功能全，易维护。PLC常被用于开关量控制系统。同时，PLC还具备模拟量输入/输出、逻辑和算术运算等多种功能。PLC采用通用语言即可进行编程、调试，易于掌握。具有故障查找功能，易于维护。

2 污水处理系统控制方案

本研究以东部某市某化学工业有限公司化工废水处理厂为研究对象。其废水主要来源于生产车间的生产废水及设备清洗废水。该企业日产生废水规模为2400t/d。该污水处理厂进水水质及排放标准见下表1：

该废水处理工艺为生化处理方法，采用“接触氧化法+UASB”工艺进行处理，这是典型的好氧法+厌氧法的组合。工艺流程见图1。

本研究的污水处理厂自控系统采用分层分布式结构网络控制方式。该控制系统包含中央控制室和PLC现场控制子站等。通过相应控制层设备进行监视、操控、网络通信连接等操作，实现污水处理厂的生产控制和管理要求。

3 PLC自动控制系统

3.1 中控室

该化工废水处理厂的中央控制室设置在该公司综合楼内。该中央控制系统包含两套监控工作站，以及打印机等设施。并配备了高容量的UPS电源，为中控系统提供高质量电源。当中控系统发生故障时，互为备用，可有效的确保污水处理的稳定性。中控系统配备了以太网交换器，通过光缆连接污水处理现场各PLC控制站。中控室还配备了显示屏，可实时显示污水处理厂各工艺的运行参数和处理设备的运行状态。

3.2 PLC现场控制站

本废水处理厂工程电控系统中的可编程控制器（PLC）采用西門子公司的产品。其规格为S7-300，主要有中央处理单位（CPU模块）、负载电源模块（PS）和信号模块等组成。其中，CPU模块为CPU 315-2 DP模块；电源模块为PS 307/10A。此外，I/O模块有3 块。其数字输入量19点，数字输出量17点。该化工废水处理现场的PLC通过与传感器、变送器、仪表等进行连接，实现对运行数据和参数的管理。

根据该化工废水处理厂的处理工艺特点，结合工艺构筑物的布置和现场控制的分布情况，在污水处理现场设置了4座PLC控制子站。其中：1#PLC控制子站为预处理和污泥处理子站；2#PLC控制子站为鼓风机和变配电子站；3#PLC控制子站为接触氧化子站；4#PLC控制子站为UASB处理子站。废水处理厂自动控制系统的中控室与现场PLC控制子站之间通过光缆和先进的控制网络进行连接，中控室可对各子站进行远程控制。在废水处理站运行过程中，各电气设备的运行状态通过通讯线路传送至中控室，实现中控系统对于废水处理现场的实时监控。

PLC为模块化结构，且PLC控制子站与相应的MCC位于同一地点。当中控室或连接通道发生故障，导致运行退出或通讯中断时，现场控制站可独立运转。可通过现场控制单元对废水处理现场进行控制和监视，从而保障了运行稳定。

（1）1#PLC控制站。该控制站设置在污泥处理间。主要负责对格栅间内KRG1000-5（细格栅除污机）和KRG-1000-10（粗格栅除污机）、进水泵房各种功率型号的提升泵、XMY30/800-UK厢式压滤机、污泥提升泵等设备的控制。该控制站可通过PLC自动控制格栅清污，并与皮带输送机联动，收集杂物。通过高、低水位监测，控制提升水泵的启闭。还可控制污泥浓缩脱水设备对剩余污泥进行脱水压缩。（2）2#PLC控制站。该控制站位于变配电间内。通过PLC自动控制变配电间和鼓风机房的3台GRB125罗茨鼓风机的变频运行和风量调节等功能。（3）3#PLC控制站。该控制站位于鼓风机房，通过PLC控制接触氧化池和UASB池的曝气调节、污水提升等功能。（4）4#PLC控制站。控制站位出水泵房内，通过PLC自动控制系统对消毒池的搅拌泵、加药泵等消毒设备的运行，以及出水泵房的提升泵的启闭等。

4 结论

受限于由于运行成本和处理效率，我国工业废水处理的经济效益很低。因此，提升污水处理的自动化程度，可有效的降低成本，提升处理效率，对于工业废水处理具有积极的影响。PLC因其具有诸多优势，在本研究的化工废水处理厂中获得了良好的运行效果和稳定性。

参考文献：

[1]刘磊.浅谈PLC在污水处理厂中的实际应用[J].仪器仪表用户，2017（08）：46-49.

[2]郝佳，刘军.基于PLC的污水处理自动控制系统研制[J].自动化技术与应用，2017（05）：68-71.

作者简介：王浩（1986-），男，安徽马鞍山人，大专，助理工程师，从事水污染控制方面的研究。