西门子PLC 在污水处理中的应用

2018-05-23于京宇

世界有色金属 2018年6期

关键词：加酸pH值西门子

于京宇

（河钢唐钢中厚板公司，河北唐山 063000）

随着工业自动化程度的不断提高，网络通信模式的数据交换越来越普遍，PLC是企业自动化控制的中心枢纽。随着城市化和经济的快速发展，环境污染问题日益突出。本文简要介绍了PLC在污水处理工程中的应用，并以西门子S7-300系统为例[1]。

1 过程介绍

污水处理是一个连续的过程。如图：

图1 污水处理系统

污水由进水系统通过格栅系统排除大块物体和小颗粒物体进入调节水池。更小的颗粒在调节水池内进一步沉降，使污水进一步混合，平衡水质。下一步由提升泵将污水提升至高密度沉淀池，在高密度沉淀池中，搅拌电机开始工作，待污水搅拌均匀后，水池中的酸碱度检测设备开始检测污水的pH值和水的浊度，并通过通讯设备把检测结果实时传送给酸碱控制设备。处理后的水通过提升泵进入V型滤池，在滤池内利用石英砂将悬浮物进行物理截留，当截留到一定程度后，过滤阻力也相应增加，截留物逐渐深入到下面，当达到一定量时，启动反冲洗程序，将滤料中的污染物反冲洗剥离，然后在恢复正常过滤过程。

2 介绍PLC的功能

PLC是自动控制系统的核心。以下是西门子300系列PLC的详细说明[2]。

2.1 西门子S7-300系列PLC介绍

西门子S7-300 PLC系统采用全框模块化结构，其中所有输入输出模块和通信模块驻留在一个或多个框架中，以及框架和模块锁定装置。STEP V5.4编程软件采用国际标准ieee61131-3编程方法，具有仿真功能。多种语言和混合编程方法，如梯形图，功能框图，顺序功能框图等。它可以灵活地应用于许多具有相同编程语言的工作表，并具有故障自诊断功能。它在系统故障诊断软件过程中支持各种通讯方式和协议，持续监控系统的运行状态。污水处理控制系统的上位机使用西门子的WinCC（Win-dowsControlCenter）组态软件，WinCC可以实现变量记录、报警、数据归档、显示趋势曲线及生成报表等基本功能，还可以方便的通过OPC等开放性功能与外部软件连接，且具有Web浏览器功能，其数据处理基于MicrosoftSQLServer数据库，非常稳定[3]。

2.2 PLC控制系统的设备控制功能

在机电设备状态控制和工艺参数控制的基础上，机电设备是实施过程的控制目标，系统可以实现单一工艺设备的自动控制和所有设备的协调。在污水处理过程中实现工艺设备的联动控制。PLC控制系统已经接入到相应的接口控制箱，控制柜等，在线仪表/仪表/MCC系统各种检测设备的状态信号由不同的接口设备输出检测信号，相应的接口经由网络将状态和报警信号反馈给中央控制室。

2.3 网络结构

基于安全经济的原则，设计性能可靠先进的理念，选用业内先进的软硬件产品，选择开放式，可扩展的系统结构下，工厂选用西门子S7 300系列PLC自动控制系统，如图：

图2 西门子S7 300系列PLC自动控制系统

系统由工控机、PLC、通讯设备、现场仪表及远程站PLC和相关电气设备的控制柜等构成硬件系统。在基于PLC的污水处理系统中，存在大量的环节都需要通过PLC控制器对污水的处理过程和工艺进行控制。在PLC控制系统中需要对液面的位置进行监测，而且为了有效的实现对污水的流向和流速进行控制，通过对页面的监测，掌握各污水处理环节中当前液面的位置，并决定污水处理装置的工作状态，因此液面监测传感器是必不可少的。STEP7提供了一个固定时间间隔循环运行的组织块OB35。在OB35中编写逻辑程序，通过调用FB41功能块来实现PID控制液位功能。