污水处理系统中PLC控制系统的设计

李兵

摘要：污水处理设施对保证人民群众的身体健康具有重要作用，因此目前许多产业都有污水处理系统，其中国家卫生部明确规定医院必须要有污水处理设施，从而保证医院内部医护人员以及患者及其家属的健康。为了保证污水处理系统能够得到安全、稳定、可靠的运行，医院污水处理系统需要充分利用现代科技控制、管理系统，从而达到污水处理系统的优化运行。

关键词：污水处理;处理系统;PLC;控制系统;系统设计

中图分类号：TP273;X703   文献标识码：A   文章編号：1672-9129（2020）16-0056-01

1 PLC控制系统的应用

PLC控制系统在国外的应用范围相对广泛，普遍用于电力行业、机械制造行业、汽车行业、石油行业、钢铁行业、化工行业以及交通运输行业等。PLC控制系统在医院污水处理系统中的应用，可充分应用其可编程逻辑控制器，将其应用在处理系统的控制器上，能够实现控制系统的作用，也能够将其应用于计算机中作为上位机，通过网络与PLC控制系统相连接，能够对医院各个生产过程进行实时监控。

2 PLC控制系统在医院污水处理系统中的应用

2.1 PLC控制系统分析。医院的污水处理系统包括医院各个科室的排放水预消毒控制系统以及整个污水处理系统。其中，各个科室的排放水预消毒控制系统主要是处理物化反沉淀，通过控制处理池的液位从而达到良好的处理效果，在整个系统当中，其组成部分有控制器、执行器、变送器、传感器等，可利用PLC控制系统对其中一个控变量进行控制，如液位。在消毒部分，需要使用专用的消毒泵设置加药，在液位到达一个指定的位置或者科室下班之后，预消毒池就会开始进行消毒，消毒完毕之后将其排放到调节池当中。另外，医院整个污水处理系统的功能主要是依靠PLC控制系统完成，在污水净化系统当中，基本控制系统主要由氧化反应池、调节池以及沉淀池构成。

2.2 PLC控制系统的硬件构成。在医院污水处理系统当中，互联网远程通信功能的计算机是上位机，而医院各个科室的PLC控制系统与处理站PLC控制系统属于下位机，通过智能控制器可充分利用以太网对医院形成一个污水处理局域网。PLC控制系统能够采集并处理所有控制设备的数字模拟量，通过监控管理机的通信电缆，PLC控制系统能够采集氧化反应池内的空气流量、液位、总水量以及DO仪等参数，还能通过通信电缆将各种参数传送到上位监控管理机当中。操作人员可以通过上位机发出控制指令，PLC控制系统则能够对现场的数字模拟量进行采集并处理，再根据上位机发出的指令输出控制信号，这一方法能够有效降低风险。在整个监控系统当中，可采用三菱先进的FX3N系列可编程控制器作为辅助系统，能够独立完成数据采集功能以及控制功能，且其抗电子噪声干扰特性已经达到工业级别。

2.3 PLC控制系统的工作原理。医院污水经过以及处理系统之后较大的颗粒物被拦截，在沉淀池当中过滤泥沙，而后进入二级污水处理设备当中。计量槽可以准确测量出污水的实际流量，调节池则能够对水流起到一个稳定作用，确定水流到达规定的水位之后，污水提升泵就会将污水排入到消毒池当中，在这一情况下，二氧化氯发生器就会对污水的流量进行测量，测量装置为原料计量泵，在温度控制装置当中，可以将空气与原料相混合，产生CIO2气体。水射器也会同时开始运作，产生的CIO2气体会与清水进行混合产生CIO2消毒液，将消毒液均匀且定量的投入到消毒池当中，能够将污水中含有的病毒与细菌灭杀;当消毒池的液位达到一定程度之后，污水泵与计量泵就会停止工作，水射器则会持续工作到设定的时间。消毒池中的水经过消毒之后需停留一段时间，保证将污水中的细菌与病毒等完全灭杀。为了达到国家规定的污水含氯量，脱氯池需要将消毒后的污水中的残留氯降低，最终通过污水提升泵排水。

PLC控制系统在医院污水处理当中发挥的作用主要是实现信号的实时采集、报警信号检测以及开关量检测等，PLC属于一种控制系统，也就是一种控制设备，将PLC控制系统应用在医院污水处理系统当中具有一定的局限性，主要表现在无法将现场的数据实时显示，如各种实时图形、错误状态的显示等，同时也不能依靠PLC控制系统保存大量的历史数据。同时，由于不能显示系统使用方法以及操作指示，因此并没有良好的界面，上述的功能均需要通过HMI监控人机界面完成。

2.4 PLC控制系统的设计。传统的PLC控制系统设计通常是采用梯形图设计方法，其逻辑符号与接触器、继电器等系统原理图的响应符号相似，因此对于工程人员来说，PLC控制系统的编程相对简单，且工程人员也能尽早熟悉PLC控制系统。但是PLC控制系统属于一种较为复杂的系统，在梯形图设计当中需要应用大量的继电器完成系统的记忆、互锁以及自锁等功能，工程人员在编程时需要考虑到较多的情况，分析起来比较困难，因此在对系统进行设计时需要花费相当长的时间。应用顺控功能图可以有效解决这一问题，顺控功能图的应用不但能够促使系统动作容易理解，还能达到严密的表达功能，只要对各个工序进行简单的顺序设计就能保证系统可以正常运行，设计者不用对PLC控制系统进行复杂的程序设计，节约时间。

结语：综上所述，医院污水处理系统中应用PLC控制系统的优势较多，能够提升医院污水处理的质量，同时应用现代先进的传感器技术能够对医院污水中的有害物质排放进行严格控制，保障医院医护人员、患者及其家属以及医院附近居民的身体健康。在PLC控制系统的设计当中，可以充分结合顺控功能图的使用，不但能够简化PLC控制系统的应用，还能提升系统调试与故障检查效率。

参考文献：

[1]吴乐明. 西门子PLC控制系统在污水处理控制中的应用[J]. 科技创新与应用， 2018， 000（021）：165-166.

[2]唐海波. PLC自动控制系统在污水处理中的应用[J]. 广西教育， 2018（26）：32-34.