PLC在污水处理控制系统中的应用

PLCPLC在污水处理控制系统中的应用在污水处理控制系统中的应用党勇杰杭州余杭水务有限公司浙江省311100【摘要摘要】本文针对余杭污水处理厂的污水处理系统，设计了一套基于PLC的污水处理控制系统，该系统完成对污水处理设备的自动控制、动态工艺流程的监视、工艺参数的监视和设定，以及报警提示和故障诊断等功能，是一个实用性强、自动化程度高的一体化控制系统。通过现场实地调试及系统目前良好的运行状态，证明了该系统设计的正确性及可靠性。【关键词关键词】PLC，污水处理，控制系统，应用设计中图分类号：U664.9+2文献标识码：A文章编号：一、前言一、前言随着工农业生产的迅速发展和人民生活水平的不断提高，大量含有高浓度有机物和无机物的水未经处理直接排放到自然水体，使环境和饮用水严重污染。因此，高效节能的城市污水处理技术与工艺成为解决水污染问题的最有效途径。为确保污水处理工艺和设备能够长期安全可靠地运行，采用西门子S7-300系列可编程序控制器和智能检测仪表组成下位机，实现对现场设备的监控；西门子WINCCV7.0组态软件和服务器组成上位机，实现整个系统的画面监测、参数设定和指令控制等功能。该系统集过程控制和科学管理于一体，具有可靠性高、控制性能优越、管理功能完善等优点，对指导工艺及设备的正常运行，提高自动化控制和管理水平发挥了重要作用。二、污水处理的工艺流程和常用方法二、污水处理的工艺流程和常用方法1.污水处理的工艺流程余杭污水处理厂污水处理工艺流程图如图1所示。进污水污水泵细格栅旋流沉砂池吸砂泵脱水机配水井砂水分离器砂外运厌氧区泥水分离区余杭塘河回流污水泵剩余污泥泵污泥浓缩池污泥外运好氧区图1工艺流程图污水通过进水管先后流经粗、细机械格栅去除污水中较大的悬浮杂物，随后进入旋流沉砂池，经过吸砂泵的提升进入砂水分离器，分离出来的污水进入配水井(砂粒定期外运填埋)，之后经厌氧区和好氧区等生物处理设备进入泥水分离区，出水达标后排放至余杭塘河，分离出的污泥一部分经回流污泥泵进人厌氧区，另一部分经过污泥浓缩池进行污泥脱水，分离出来的污水进入配水井（污泥定期外运焚烧）。2.常见的污水处理方法（一）污水净化处理系统方案污水处理的基本原理是利用物理法、化学法和生物法三大类。而对工业污水有其独特的处理方案，工业产生的污水中含有大量的固体渣滓污染物，对于固体渣滓污染物的处理方法一般采用物理法，物理法的基本原理是利用物理作用是悬浮状态的污染物质与水分离，在处理过程中污染物质的性质不发生变化。(二)磁力分离法磁力分离式利用磁场力截留和分离废水中污染物质的方法。主要应用于去除废水中磁性及非磁性悬浮物和重金属离子，对废水中有机物和营养物的去除也有帮助。当废水通过磁场时，水中磁性粒子同时受磁场吸引力、外力和重力、粒子互相作用等的作用，如磁力大于外力磁性粒子既能被磁场捕获，从水中分离出来。三、三、PLCPLC在污水处理控制系统中的应用方案设计在污水处理控制系统中的应用方案设计1.污水处理控制系统总体方案(一)控制系统构成本污水处理厂控制系统采用上、下位机的主从式结构，三个PLC站。PLC1、PLC2和PLC3，作为下位机连接污水处理设备，完成现场数据的实时采集和分散控制、状态判别等。中心控制操作站(包括一台工程师站和一台操作员站)作为上位机，以组态软件为核心设计监控界面，实现状态显示、参数设置、故障记录、报警提示、数据存储与报表统计等功能。各控制子站和中控站的主机通过以太网进行通讯和信息交换。系统构成如图2所示。（二）主要过程控制。该系统完成的过程控制主要包括三部分：机械处理控制、生物处理控制、污泥脱水控制，由三个PLC站分别控制。各过程控制的主要设备如下：机械处理过程包括：粗、细格栅，潜污提升泵、吸砂泵、砂水分离器等，由PLC1控制；生物处理过程包括：回流污泥泵、潜水搅拌机、水下推进器、转牒曝气机，刮吸泥机等，由PLC2控制；污泥脱水过程包括：剩余污泥泵、脱水机等，由PLC3控制。3.控制系统硬件组成该系统的硬件主要包括中央控制室、PLC站和现场设备及仪表三部分，下面分别进行介绍。（一）中央控制室中央控制室由一台工程师站和一台操作员站作为监控站，通过工业级以太网交换机与现场PLC站相连，监控站使用工控机，配置西门子的以太网卡CP1613，以WINCCV7.0组态软件为开发平台组态的控制系统显示画面。（二）PLC站PLC选用西门子公司的S7-300系列，该系列PLC硬件配置灵活，软件编程方便。PLC的CPU选用CPU315-2DP，它具有大型的程序存储容量，集成了图2控制系统PROFIBUS-DP总线的端口，利用这个端1：3实现与ET200以及现场仪表通信。整个控制系统采用基于TCP／IP协议的工业级以太网实现上、下位机的通讯，从而实现整个污水处理厂的一体化控制。根据工艺