PLC的化工污水处理自动化控制系统设计

刘书敏

摘要：随着我国整体经济建设的快速发展，我国化工行业发展迅速，为我国基础建设的不断完善贡献力量。随着化工产业的快速发展，大量的化工生产污水严重污染环境，通过对化工污水的处理，不但能够缓解水污染的问题，而且还可以实现重复利用从而缓解水资源紧张的现状。传统的处理方法虽然能够实现污水的处理，但是效果并不明显。因此，研究基于自动化控制系统实现化工污水处理的规模化，达到降低化工污水处理成本和提高水质的目的，具有重要的现实意义。

关键词：PLC;化工污水处理;自动化控制系统设计

引言

时代的进步，科技的发展，使得我国提前进入现代化发展阶段，加速我国各行业的发展进程。经调查发现，化工污水处理使用PLC技术，能够缓解化工污水处理的压力，还能加快化工污水处理的工作速度，确保化工污水处理的质量，将PLC技术应用到化工污水处理中，已经是社会发展的必然趋势。

1 PLC技术简介

PLC控制系统能够将多种技术融合，在技术融合基础上构建出一种可控的系统装置，通过内部微处理器作为编程执行核心，对整个系统中的各项控制指令进行发送。PLC技术将继电控制与计算机信息化技术相结合，整合不同技术之间的优势，在工业生产控制中明显提升生产效率，整体设备控制安全性也得到提升。利用PLC技术能够在生产线中构建电子控制系统，对各生产设备实现远程操控，也能通过可编程的控制存储器，对内部程序进行汇编运算，PLC技术应用中的基本结构，首先是由CPU模块完成核心存储控制。输入输出模块，对PLC控制现场的各项设备数据进行接口数据传输。编程设备是PLC技术应用中最为关键的核心，外围控制能够通过外界程序汇编的形式对PLC系统内部程序进行修订，完成对控制系统功能的设计。最后是电源模块，PLC系统在工作中采用独立电源控制，这样能够确保控制指令传输精准程度，避免由于断电等问题导致PLC控制中的数据丢失。

2污水处理概述

1.物理方法。物理处理方法包括隔油法、气浮法、吸附法、膜分离法四种，隔油法就是将污水中含有较大颗粒物筛出来，不同的隔油方式所得到的效果也是不同的。气浮法就是利用小气泡吸附的原理将悬浮在污水中的物体吸出来，成本小，污染风险小。吸附法就是利用活性炭等固体物质将污水中的杂质吸附出来，但成本大，污染风险高。膜分离法就是利用微滤、超滤、反渗透的方法隔离废水中的杂质，还能够祛除废水的臭味，提升污水的清洁度。2.化学方法。化学方法包括絮凝法、氧化法两种。其中，所谓的絮凝法就是指通过利用絮凝剂，将污水中的胶状颗粒相互结合，释放新的方便被分离出来的物质。当前废水处理中，微生物絮凝剂应用广泛，其优点更加明显，能够有效减少二次污染，使用范围广，没有毒性，新物质多数为可降解物质，有着较好的应用前景。氧化法分为光催化氧化、O3氧化、湿式空气氧化、催化湿式氧化等，不同的氧化方法对于有毒的废水或者浓度高、降解难的污染物有着较好的处理效果。

3 PLC的化工污水处理自动化控制系统设计

3.1预处理段PLC设计

1.粗格栅的控制设计。粗格栅的功能是筛除污水中的大体积漂浮物。粗格栅机的开启可使用手动方式或者自动控制方式，具体实现原理是在粗格栅机前后安装超声波液位计，通过对液位高度的监测，实现粗格栅机的开启或关闭。通过对液位阈值的设置、运行时间设置、停止间隔时间设置，实现PLC的控制。2.细格栅的控制设计。细格栅相对于粗格栅，拦截的漂浮物体积更小，目的是避免细小的物体堵塞设备。实现的控制方式和粗格栅一样，不同的是对于细格栅机的控制，是基于上位机的操作人员手动控制的。3.潜水提升泵的控制设计。粗格栅中的污水想要从提升泵房流入到细格栅池中时，需要利用提升泵将污水排进细格栅池中，因此需对每个提升泵进行PLC控制。根据设计需求泵房分别标注不同的液位，根据化工污水处理需求，控制各提升泵的工作状态。在设计时要充分考虑泵和动力供电系统的使用寿命，合理设计提升泵的工作状态，避免因反复启停对提升泵造成的损害。

3.2動态管理

有了PLC自动控制系统，工作人员无须到现场进行监管，系统能够自动地将工作区域内的数据全部传输到控制平台中，工作人员根据控制平台内数据的变化，对设备进行动态管理，通过相关数据，工作人员能够准确找出阀门打开的位置，如在工作期间出现意外，工作人员也能通过控制平台，查看到故障发生的位置。这类系统还具有自动保存功能，在传输过程中，系统会自动对数据进行保存，还能将污水处理以及工作画面，传输到平台中，如果后期出现问题，工作人员也能通过传输过来的图像，找出问题的原因，并进行处理。在此基础上，做好预防工作，对设备的各项功能进行完善，以免出现意外，影响污水处理的速度以及管理系统的工作效率。

3.3优化污水处理过程

1.需要解决化工污水排放系统，减少污水残渣遗留，确保在化工污水量过大时产生污水排放困难，并对污水残渣及时处理，以延长化工污水处理设备的使用寿命。2.利用电力的峰值价格来合理安排污水处理量，避免在电价最高的时候进行污水处理，以免造成经济损失。3.对传统的化工污水处理设备进行更新升级，加强PLC的化工污水处理自动化控制系统设计，提高污水处理的水质质量，并利用计算机技术进行污水处理监控，提高污水处理厂的工作质量。通过对污水处理厂电气节能技术的运行，污水处理水量逐渐增加，水质质量逐渐提高。

3.4生化处理段PLC设计

该阶段中的核心工艺是污水在曝气池中的好氧反应，通过对化工污水中的有机污染物的氧化分解，达到水质提高的目的。其中对于好氧反应影响最大的就是溶解氧浓度，如果氧浓度过高或者过低产生的直接影响是活性污泥的吸附能力和絮凝性能力降低，从而影响氧化分解效果。因此，对于该阶段的PLC设计对于溶解氧的控制变得极为重要。具体的控制设计方法是在曝气池中安装溶解氧含量检测仪器，根据溶解氧含量的高低，控制鼓风机的使用，既能保证溶解氧的含量，又能起到降低成本的目的。

3.5故障预警

PLC系统以及设备在运行期间，如果内部出现问题，能够在第一时间报警，同时能够检测出故障出现的区域，方便工作人员进行维护，等待工作人员进行维修。PLC系统的故障预警功能与其他系统不同，在示警之后，会将相应位置的图片传输到平台中，还能帮助工作分析故障产生的原因，为维修人员提供数据支持，同时，还能对故障区域进行自动维护。

结语

化工污水处理自动化对于环境保护、节约能源、资源再生、降低生产成本和提高工作效率都具有重要意义。但是化工污水处理自动化还有很多问题需要进一步的深化研究，随着科技的发展和进步，未来的化工污水处理自动化控制系统会更加的完善，从而实现节能减排的发展目标。

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