化工廠污水處理站自動控制系統(tǒng)

呂新明

摘 要：本文著重探討了化工廠處理污水的工藝與流程，包括自動控制系統(tǒng)組態(tài)軟件監(jiān)視功能、自動系統(tǒng)硬件設備、現(xiàn)場檢測控制設備等。

關(guān)鍵詞：化工廠；污水處理；自動控制系統(tǒng)

現(xiàn)階段，化工廠的數(shù)量在逐漸增加，其環(huán)保問題逐漸受到了廣泛的關(guān)注，對工業(yè)污水的處理與凈化是目前所面臨的主要問題。對化工廠的污水處理進行實時性的管控與自動化監(jiān)測，能夠使處理能耗得到有效降低，保證污水處理效率。在通常情況下，化工廠當中的污水處理工藝具體由進水、曝氣、沉淀、排水、閑置這幾部分構(gòu)成。對污水的實際處理效果，需要對化工廠污水介質(zhì)以及運行參數(shù)進行深入分析，主要包括以曝氣強度以及反應段時間等參數(shù)。

在處理化工廠污水的過程中，通常運用PLC作為處理采集元件，觸摸屏或者計算機作為監(jiān)控元件。在通常情況下構(gòu)成以計算機或者PLC為核心的自動監(jiān)控系統(tǒng)，并且需要對互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行充分的使用，將污水處理的相關(guān)信息參數(shù)傳輸?shù)饺珡S的控制室當中。

本文所闡述的化工廠污水處理自動控制系統(tǒng)，主要結(jié)合其設備安裝的地理環(huán)境、控制點、工藝流程，運用現(xiàn)代化的控制管理技術(shù)，將其系統(tǒng)化的分成監(jiān)測層與管控層，實時性的進行監(jiān)測與管控。管控層擁有一些PLC子站，能夠?qū)S內(nèi)的監(jiān)測點、設備進行有效的監(jiān)測、控制，對信號進行采集，對生產(chǎn)設備進行有效的控制。監(jiān)測層位于污水處理站的控制室當中，能夠?qū)ξ鬯幚砹鞒踢M行有效的監(jiān)測，并且能夠?qū)⑽鬯幚碚镜倪\作情況向全廠的中心控制室傳輸。

一、化工廠污水處理站自動控制系統(tǒng)概述

現(xiàn)階段的化工廠污水處理系統(tǒng)在底層，主要運用工業(yè)以太網(wǎng)以及現(xiàn)場總線的技術(shù)，在上層運用穩(wěn)定的監(jiān)測組態(tài)軟件，從而使化工廠污水處理站自控系統(tǒng)分為現(xiàn)場層與控制層。

（1）現(xiàn)場層的監(jiān)測及控制執(zhí)行系統(tǒng)?，F(xiàn)場層往往由控制設備、一次儀表（包括傳感器、變送器等）構(gòu)成。主要功能包括上傳采集數(shù)據(jù)，實時性的監(jiān)測與采集參數(shù)、狀態(tài)。通過對控制層指令的接受，從而控制執(zhí)行機構(gòu)?；S污水處理站往往有著很少的采集量，因此通過對中小型PLC有效運用，就可以達到控制與監(jiān)測的需求。因此運用三菱FX2n系列的PLC為最優(yōu)選擇。這一系列的PLC為高性能可編程集成性控制器，將輸入輸出、電源、CPU融為一體，并且有著極佳的通訊功能，有著256點的輸入輸出兩，能夠使定位控制、模擬量控制等特殊控制得到有效實現(xiàn)。這一系列的PLC還能夠進行在線程序的修改。

（2）控制層程序處理及控制系統(tǒng)?？刂茖幽軌?qū)ο到y(tǒng)功能的核心部分進行妥善的管理，能夠管控污水處理各階段的流程，結(jié)合控制及設置的命令或參數(shù)，可以有效的控制污水生產(chǎn)流程，并且對監(jiān)測數(shù)據(jù)與現(xiàn)場狀態(tài)進行實時性的顯示。人機接口由控制級進行提供，從而實現(xiàn)外部與控制系統(tǒng)進行信息交換的界面。通過計算機組成，控制層對主站進行控制，并且運用現(xiàn)場層與總線的設備進行通信。運用互聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)?shù)據(jù)傳送到全廠的控制室當中。針對那些中小型化工廠，及時缺乏全廠控制室，觸摸屏也能夠成為污水處理站控制級的硬件設施，能夠通過觸摸式在液晶顯示屏上進行管理與操作。在通常情況下，控制層運用標準組態(tài)軟件，結(jié)合相關(guān)參數(shù)的設置，對污水處理工藝流程進行有效控制，從而使污水處理流程當中的各項功能得到有效實現(xiàn)。

二、污水處理自動控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成

（一）現(xiàn)場層PLC的具體功能

FX2n（FX2n-128M）隸屬于中小型集成型PLC系統(tǒng)，能夠與中等性能應用的要求相符。主要包含以下幾種功能：

（1）輸入輸出256點。（2）內(nèi)置RAM存儲器（8000步），后備電池。在對選件盒進行使用的過程中，能夠達到16000步。（3）實時時鐘，內(nèi)置于基本單元當中，具備閏年調(diào)節(jié)能力，對應于公歷四位。（4）有27種基本指令，有128種應用指令。（5）停止開關(guān)/內(nèi)置運行（也具備停止功能/外部運行）。（6）可以在程序運行的過程中對程序進行修改

（二）控制層主站功能描述

（1）運用液晶顯示器以及計算機來對主站進行控制，計算機配置必須高于CPU主頻2G，硬盤需要達到80G以上才能與標準相符。（2）假如使用觸摸屏，通常運用三菱公司的觸摸屏，方便和PLC進行通訊。觸摸屏需要具備以下幾種功能：256色彩顯示，通常情況下為10.4有效面積，具備可遠程通訊、網(wǎng)口、USB口。

三、軟件編程

（1）軟件編程主要包括工作站編程（觸摸屏）與PLC編程。

（2）PLC編程。在化工廠污水處理站自控系統(tǒng)當中，其中的PLC程序管理運用FX2n進行編程控制，這一編程軟件能夠提供在線以及離線編程，擁有梯形圖、功能塊、語句表這三種編程方式，本文所介紹的控制系統(tǒng)主要通過梯形圖來編程。

（3）工作站（觸摸屏）軟件組態(tài)。對人機接口以及工作站的要求標準，能夠?qū)ΜF(xiàn)場層的數(shù)據(jù)進行搜集，能夠打印、查詢、儲存了，使數(shù)據(jù)；具備遠程操控能力；能夠?qū)ιa(chǎn)過程中的工作曲線進行顯示。所以，在自動監(jiān)控系統(tǒng)當中，運作過程中的組態(tài)軟件是系統(tǒng)當中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)中心、遠程監(jiān)視中心以及數(shù)據(jù)搜集中心。運作裝填的監(jiān)控組態(tài)和各式各樣的檢測、控制設備（智能儀表、PLC等）共同組建出能夠迅速響應的控制中心。

該控制系統(tǒng)能夠?qū)ΜF(xiàn)成組態(tài)軟件進行有效使用，也可以經(jīng)由污水處理技術(shù)提供方面進行技術(shù)的研發(fā)。

四、網(wǎng)絡通訊系統(tǒng)

通過工業(yè)以太網(wǎng)的運用，化工廠污水處理站能夠進行遠程通訊。工業(yè)以太網(wǎng)屬于開放式的通訊網(wǎng)絡，其有著非常高的可靠性優(yōu)勢，并且速度高，有著非常廣闊的使用范圍，開放性強，容易進行擴展。

五、結(jié)語

總而言之，自動控制系統(tǒng)在化工廠污水處理站中的應用，能夠使污水處理系統(tǒng)在運作的過程中更加的可靠與安全，并且能夠使出水的水質(zhì)能偶與相關(guān)標準相符，使物料與能源的消耗得到有效的降低，使管理工作者的勞動生產(chǎn)率得到有效的提升。水處理系統(tǒng)的質(zhì)量，不僅具有精準的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，還必須具備可靠與完善的處理方式。本文所運用的可編程程序控制器（PLC）對以往難維護、造價高、結(jié)構(gòu)復雜的繼電器控制進行了有效的替換，從而有效降低了資金的投入，使設計得到有效簡化，從而使控制的準確性與靈敏性得到有效保障，并且檢修維護的過程中較為便捷。

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