西门子S7-1500PLC在水处理装置的应用

盛承辉

【摘要】近年来，西门子PLC控制器已在污水处理工程控制系统中获得了广泛应用，随着该控制器的不断升级，新一代S7-1500的处理速度更快，联网能力更强，诊断能力和安全性更高，不仅可节省成本，提高生产效率，而且安全可靠，维护简单方便，真正成为污水处理工程的首选控制器。基于此，本文引入了污水处理中的西门子PLC管理系统，并采用S7-1500PLC描述了污水处理的基本过程，以探究西门子S7-1500PLC系统在污水处理控制系统中的实际运用，以期推动污水处理控制系统效率的提高，并增强污水处理设备的有效性。

【关键词】西门子S7-1500; PLC;水处理

西门子PLC控制器系统因为自身超强的功能，而倍受污水处理业界关注，技术人员通过该系统就能够快捷地完成取样和数据传送等工作，使污泥中的各种污染指数迅速获取，进而提高了污水处理工艺的针对性。在此基础上启用了自动化功能，发送处理命令，装置接收命令，将可高效开展污水处理，整个操作简便、快速，处理效果理想。

1  污水处理中西门子S7-1500PLC工作原理

当S7-1500PLC在工作的时候，其工作可分为三种阶段：即S7-1500PLC的入口采集。而在此阶段，PLC将会以扫描的形式对数据信息、输入输出状况等予以读出，而当读出采集工作完成后，将数据输入后二个阶段即为客户程序运行与输入输出刷新。即PLC客户程序运行。PLC在工作时间以梯形的模型自上而下的完成程序扫描图，并在梯形每一层中又完成了由左往右的扫描图，之后经过计算并得到了计算结论，接着自动开始刷新以找到相应于RAM保存中的数值，之后再找到I/O映像中相应的状况，结束再提供所要运行的指令。即PLC刷新输入输出。何为所谓刷新输入输出，也就是PLC的真正输入与输出。在用户运行后的阶段，由PLC的CPU先找到各种数据及相应的I/O映像，接着再经过输入输出锁存电路工作，结束再把指令传至相关的装置中，执行其命令。

2  西门子PLC控制器在水处理控制系统中的运用

在污水处理的系统工程设计环节，可以应用于S7-1500PLC系统，以增加体系设计的合理性和全面性，而这本身也对污水处理效果的提高大有裨益。当然在更具体的应用环节，必须根据当前的污水处理过程实际，进一步优化了相应的产品设计工作，这样一来西门子S7-1500PLC系统的优越性才能够完全彰显。根据城市污水处理过程监控的具体要求，通过优化系统整体框架工程设计，以及西门子PLC控制器的广泛使用，将城市污水处理过程的实际系统设计成为集散型控制系统，以监控层、管理人员工作为重点内容，监控层担负污水处理工艺的自动化操作控制，而管理人员则担负着城市污水处理流程监测和各种污染指数的分析等工作。

2.1  S7-1500PLC运用于污水预处理阶段

预处理的第一步将污水带入粗格栅除污器，第二步污水经提升泵送入回旋型的细格栅除污器中进行细筛，第三步将细筛后的污水再投入旋流沉砂池中。在旋流沉砂池进行沙泥的沉积，这就是预处理过程。

污水处理厂运用PLC对粗格栅除污机进行控制，只要启动自动按钮就能按照原先设定好的数据进行渣耙下降、渣耙闭合、渣耙上升、渣耙停止、渣耙开启，然后循环这一阶段，而同样的回旋型细格栅除污器也由S7-1500PLC进行控制系统保证，并有规则的周而复始，高效的运作。而在粗、细格栅去污机滤出污水后将污泥投入污泥池内，污泥继续在污泥消化池内积聚，水面持续的上升，同时在污泥消化池顶部还设有水平液面控制阀，對水位进行了检测并将数据信息传输到PLC中加以监控，当水平液面达到规定高程时，PLC就会发出指令，同时开启污水提升泵，将污水输送到旋流沉沙池中完成沙泥的沉降，而当未沉砂的污水进入旋流沉沙池同时，PLC也同时监控旋流沉沙池的排水，排泥。

2.2  S7-1500PLC运用于污水处理阶段

预处理后的污水将进入下一个次分配井内，在分配到每个氧化沟中后再流入二次分配井中，而污泥则在由二次分配井储存，当达到一定量时会自动将污水输送到污泥泵房结构中，进行二次沉淀、消毒等。城市污水处理厂使用S7-1500PLC对一次分配水井实施管理，在水井中还设有液面控制器，当分配井的水位带预设高度时，液面控制器就会向PLC发出水满信息，与此同时PLC也会发出指令，开启分配水井的闸门，往每个氧化沟内灌水，在氧化水池中的污水首先进行外循环，在进行中循环，最后再在进行内循环，在内循环后的污水就会被输送到二次分配井中。内循环过后的污水全部流入二次分配池中，蓄满水量后再分配到每个沉降罐中，进行污泥沉降（时间稍长）同样的与一次分配池运作原理一样，是由PLC利用液面控制器的传出的信息对二次分配池蓄水、排放情况进行管理。将污水流入沉降罐中进行沉降后，在沉淀罐中安装悬浊度测试仪，并对污水的浊度进行测量，当浊度小于一个数值后，PLC的控制中心则会发送"放水"和"放泥"的指令，即较清的污泥从上端口排出，而污泥则有从下端口流出。较清的污水将排入杀菌池内加以杀菌，并在城市污水处理厂中使紫外线加以杀菌，既保护了环境，又经济。而污泥也将直接回流入水泵，由同样的PLC实时对出泥量进行监测。

2.3  污泥处理阶段

把污泥直接送入厌氧池中发酵形成沼气，在抽送出沼气后，并进行生化消毒搅拌、浓缩、脱去一部分的水，在人工取出，进行堆肥，将淤泥打包成化肥进行出售。S7-1500PLC监控送泥量，污泥将在每个发酵池中进行发酵。发酵数天后，甲烷含量等这些数值经由感应器传输到PLC，再由PLC的输出显示器到荧屏上。此时检测人员就可以根据沼气浓度数据等指标判断污泥处理的程度以及好坏。这些就是西门子PLC的便捷优势。

参考文献：

[1] 安思恒.西门子 PLC 控制系统在污水处理控制中的应用[J].现代物业（中旬刊），2019（3）：58.

[2] 郝智刚.西门子 PLC 控制系统在污水处理控制中的应用[J].居舍，2018（8）：158.C65173AE-11A6-43EB-9CBD-03CB40742C42