基于PLC的污水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

吳增元

（北京城建建設(shè)工程有限公司，北京 100083）

1 PLC技術(shù)的含義

PLC全稱為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller），是一個(gè)以微處理器為核心數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)裝置，用于內(nèi)部的儲存程序之中，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制等指令，操控各種控制處理系統(tǒng)，從而達(dá)到控制各類工作生產(chǎn)的效果。PLC是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)系統(tǒng)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，PLC技術(shù)避免了傳統(tǒng)系統(tǒng)控制技術(shù)復(fù)雜多變、可靠性低、靈活性差等缺點(diǎn)，充分發(fā)揮了我國微電子技術(shù)耗能低、通用性和靈活性強(qiáng)，操作簡單的優(yōu)點(diǎn)。通過PLC技術(shù)與傳統(tǒng)系統(tǒng)控制技術(shù)結(jié)合，降低了PLC編程專業(yè)化的的難度，采用了通俗易懂的直觀圖表的方式，方便了工人的理解和操作，保障了控制系統(tǒng)的檢修效果，促進(jìn)了我國PLC控制系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。

2 我國污水處理的現(xiàn)狀

水資源的浪費(fèi)和污染，嚴(yán)重破壞了生態(tài)平衡與穩(wěn)定。水資源處理控制系統(tǒng)具有繁雜、高耗能的缺點(diǎn)，如何加強(qiáng)我國污水資源處理控制系統(tǒng)成為熱點(diǎn)話題。只有促進(jìn)我國水資源技術(shù)進(jìn)步，加快我國水資源處理系統(tǒng)的完善，才能改變我國水資源短缺的現(xiàn)狀。

目前，受到政策推動和環(huán)保產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展的影響，我國污水資源處理行業(yè)總體呈現(xiàn)良好的發(fā)展趨勢，污水資源處理行業(yè)增長空間不斷擴(kuò)大，從而為我國污水資源處理控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新提高了良好的發(fā)展環(huán)境。

3 基于PLC的水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于國內(nèi)外的污水資源處理的緊急性，所以應(yīng)該加快我國污水資源處理技術(shù)的提高和建立健全水資源處理控制系統(tǒng)。通過對污水資源處理控制系統(tǒng)采用PLC監(jiān)督控制技術(shù)，保障污水資源處理控制系統(tǒng)的完善和健全，達(dá)到污水處理系統(tǒng)自動控制的效果。因此，本文通過描述PLC技術(shù)對污水資源處理系統(tǒng)方面的作用，以促進(jìn)PLC技術(shù)對污水處理控制系統(tǒng)的應(yīng)用，加快污水資源控制系統(tǒng)的完善和進(jìn)步。

3.1 基于PLC技術(shù)進(jìn)行污水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

PLC技術(shù)在污水資源處理系統(tǒng)中發(fā)揮著監(jiān)督控制的作用，幫助污水資源處理系統(tǒng)進(jìn)行以下操作的設(shè)計(jì)。

（1）廠外控制站。廠外控制站由廠外污水泵房控制站（PLC 1）和廠外中水泵房控制站2（PLC2）組成。多條污水處理線共用PLC 1和PLC 2，PLC 1站主要監(jiān)控污水提升泵房的電動閥門、移動粗格柵、污水提升泵、提升泵房的硫化氫及超聲波液位計(jì)；PLC 2主要監(jiān)控中水提升泵房的電動蝶閥、軸流送／排風(fēng)機(jī)組、中水泵及中水提升泵房的超聲波液位計(jì)、壓力表、流量計(jì)。

（2）預(yù)處理控制站。預(yù)處理控制站可設(shè)置為1處控制站（PLC3）。預(yù)處理控制站是污水處理廠的咽喉，污水進(jìn)入傳統(tǒng)的沉淀、生物池等處理之前的處理工藝，預(yù)處理控制站包括細(xì)格柵渠、曝氣沉砂池、初沉池、初沉污泥泵房、鼓風(fēng)機(jī)房等，實(shí)時(shí)監(jiān)測液位、流量、壓力等變化。

（3）加藥及生化池控制站。加藥及生化池控制站由加藥間、生化池、回流井及剩余污泥井等組成，可設(shè)置1處控制站PLC4。污水加藥控制分為手動加藥和自動加藥兩種方式，由于加藥量受到水中有害物質(zhì)的影響，所以應(yīng)該準(zhǔn)確的計(jì)算出加藥量的大小。因此，系統(tǒng)中采用PLC技術(shù)嚴(yán)格監(jiān)控和測量水中有害物質(zhì)的含量，并計(jì)算出科學(xué)合理的加藥量；如果采用手動加藥的方式，可能會造成加藥量的誤差，影響水資源的處理。另外，通過PLC系統(tǒng)可以準(zhǔn)確控制生化池COD及DO指標(biāo)。該指標(biāo)是污水排放標(biāo)準(zhǔn)的重要指標(biāo)。

（4）清水池排放控制站。系統(tǒng)在水池中設(shè)立高、中、低三個(gè)水位控制，并裝備水質(zhì)報(bào)警系統(tǒng)，通過PLC5控制站加強(qiáng)清水池排放控制，當(dāng)高水位符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，PLC5控制清水排放裝置進(jìn)行清水排放，如果水質(zhì)中低水位不符合排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)自動響起，同時(shí)清水排放裝置自動關(guān)閉。通過PLC5站加強(qiáng)對水資源處理系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)，以提高水資源處理效率。

（5）污泥濃縮脫水控制站。污泥濃縮脫水控制站由PLC6站構(gòu)成，包含污泥濃縮脫水間、集配泥井和儲泥井。通過PLC6站和系統(tǒng)，自主監(jiān)督和控制系統(tǒng)的運(yùn)行，在進(jìn)行污水池清理過程中，自主將有害物質(zhì)、有益物質(zhì)和泥土區(qū)分開來。通過PLC6技術(shù)和系統(tǒng)監(jiān)督和控制，自主將污水分為重度污染、重度污染和輕度污染，并進(jìn)行相應(yīng)的自主處理，將有害物質(zhì)自主進(jìn)行中和處理，從而降低有害物質(zhì)對于環(huán)境的影響；將有益物質(zhì)自主進(jìn)行收集處理，用于化肥原料的生產(chǎn)，從而提高有益物質(zhì)的重復(fù)利用率；將泥土自主進(jìn)行收集處理，把泥土放回土地之中，提高土壤的物質(zhì)含量。綜上所述，PLC技術(shù)在污水資源處理系統(tǒng)中發(fā)揮著監(jiān)控作用，通過加強(qiáng)對水資源處理系統(tǒng)中部分設(shè)備的控制，從而促進(jìn)污水資源處理系統(tǒng)的自主控制，提高污水資源處理的效率。PLC技術(shù)在污水資源處理系統(tǒng)中通過加強(qiáng)對加藥控制設(shè)計(jì)、清水池排放控制設(shè)計(jì)、加強(qiáng)對污水池清理的控制設(shè)計(jì)和污水分類控制設(shè)計(jì)，從而促進(jìn)PLC技術(shù)在我國水資源處理系統(tǒng)中的應(yīng)用，提升水資源的凈化效率和效果，利于我國水資源處理系統(tǒng)的健全和完善，并為PLC技術(shù)在其他工業(yè)生產(chǎn)的控制方面奠定良好的發(fā)展基礎(chǔ)。

4 PLC技術(shù)在污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的發(fā)展性措施

PLC技術(shù)在水處理方面具有良好的作用和應(yīng)用，在一定程度上促進(jìn)我國水資源處理系統(tǒng)的完善和發(fā)展，但是PLC技術(shù)在應(yīng)用的過程中仍然存在一些問題。因此，提出PLC技術(shù)在水資源處理應(yīng)用過程中發(fā)展性意見和建議，以促進(jìn)PLC技術(shù)在水資源處理系統(tǒng)中更好的應(yīng)用和發(fā)展。

4.1 選用性能優(yōu)良的電源，降低電源對PLC技術(shù)的影響

在PLC控制系統(tǒng)中，對于電源的合理選擇具有極其重要的地位，通過加強(qiáng)對于電源的選擇和控制，從而降低電源對PLC技術(shù)的影響，提高PLC技術(shù)在我國水資源處理系統(tǒng)中更好地應(yīng)用。所以，針對變送器和共用信號儀器應(yīng)該選擇分布電容較小、抑制較大的配電器，從而減少對PLC系統(tǒng)的干擾，而且要保證供電效果的不斷性，提高供電的科學(xué)性和安全性。通過選擇理想的電源，從而保障供電的安全性，促進(jìn)PLC系統(tǒng)的發(fā)展和進(jìn)步。

4.2 提高操作人員的綜合素質(zhì)，增強(qiáng)工人對PLC系統(tǒng)的認(rèn)識和了解

水資源處理控制系統(tǒng)通過PLC技術(shù)和系統(tǒng)的監(jiān)控和應(yīng)用，提升了我國水資源的重復(fù)利用率，促進(jìn)了我國水資源處理系統(tǒng)的進(jìn)步和發(fā)展，但是還存在操作人員綜合素質(zhì)偏低，專業(yè)不對口問題。因此，通過以下措施來提高工人的綜合素質(zhì)。

（1）加強(qiáng)崗上培訓(xùn)，促進(jìn)員工實(shí)踐與理論相結(jié)合，提升員工的專業(yè)素質(zhì)和綜合素質(zhì)，保障水資源處理系統(tǒng)中PLC系統(tǒng)的正常運(yùn)行，促進(jìn)水資源處理系統(tǒng)的進(jìn)步和完善，提高水資源處理的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了良好的發(fā)展資源。

（2）加強(qiáng)與高校的合作，為畢業(yè)學(xué)生提供就業(yè)崗位，既為水資源處理控制系統(tǒng)中PLC系統(tǒng)提供了發(fā)展型人才，又提供了就業(yè)崗位，從而提高了員工的綜合素質(zhì)。

（3）加強(qiáng)與外資企業(yè)的合作，積極引進(jìn)、學(xué)習(xí)國外的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，提高我國工人的綜合素質(zhì)和專業(yè)素質(zhì)，促進(jìn)我國水資源處理系統(tǒng)的發(fā)展。

5 結(jié)語

總而言之，通過PLC技術(shù)和系統(tǒng)的更新與應(yīng)用，保障了我國水資源處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的控制與創(chuàng)新。隨著PLC技術(shù)與體系在水資源處理控制體系中的應(yīng)用，促進(jìn)了PLC技術(shù)的進(jìn)步和完善，為PLC控制技術(shù)應(yīng)用于其他方面工業(yè)生產(chǎn)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張永壽,劉乃智.基于PLC和觸摸屏的數(shù)字閉環(huán)流量控制水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].中國醫(yī)學(xué)裝備,2009,(11):12-14.

[2]孔德鵬,廖家平.S7-200PLC在中水回用汽水反沖洗DA型濾池中的應(yīng)用[J].電氣應(yīng)用,2005,(6):28-29,32.

[3]薛金平.PLC技術(shù)在污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2016,(4):37-37,42.