堵勝驕

摘要：隨著我國環(huán)境的日益突出，污水問題逐漸成為公眾的關(guān)注焦點。PLC系統(tǒng)由于具有性能可靠、成本低廉、能耗較小等顯著優(yōu)勢，被越來越廣泛地應用于污水處理中。本文結(jié)合某污水處理工程的實際要求，設計了一套以PLC為控制中心的控制系統(tǒng)，對該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)功能以及系統(tǒng)方案等進行簡要論述，以供同仁參考。

關(guān)鍵詞：污水處理;PLC;功能;方案

隨著我國經(jīng)濟水平的不斷提高、城市化進程的持續(xù)推進，環(huán)境問題日益突出。作為破壞環(huán)境的重要因素之一，污水問題逐漸成為公眾的關(guān)注焦點。然而，當前我國污水處理自控系統(tǒng)較為落后，污水處理成本較高，處理后的水質(zhì)不甚穩(wěn)定，迫切需要建立自動化水平較高的污水處理站。將PLC控制系統(tǒng)合理應用于污水處理系統(tǒng)中，不僅能夠有效提升整個系統(tǒng)的準確性、可靠性，節(jié)約能源，而且能夠顯著降低工作人員的勞動強度，降低成本，從而取得良好的經(jīng)濟效益與社會效益。因此，展開有關(guān)污水處理一體化設備控制系統(tǒng)PLC應用的研究，對于建立高效的污水處理自控系統(tǒng)，提升污水處理質(zhì)量與效率具有重要意義。

一、數(shù)據(jù)自動采集與檢測

數(shù)據(jù)自動采集與檢測主要由數(shù)字量數(shù)據(jù)和模擬量數(shù)據(jù)所組成，具體內(nèi)容見表一。

表一? 數(shù)據(jù)自動采集與檢測分析

類型

組成

包含內(nèi)容

實現(xiàn)途徑

數(shù)據(jù)自動采集與檢測

數(shù)字量數(shù)據(jù)

電機電流、水位、壓力、流量等

1）以傳感器為依托，PLC模擬量輸入模塊連續(xù)檢測水位，并及時轉(zhuǎn)換處理水位信號，從而實現(xiàn)對水泵啟停的有效控制

模擬量數(shù)據(jù)

電機工作狀態(tài)、電動閥工作狀態(tài)

2）借助電機電流、水管流量以及壓力等相應傳感器與變送器，實時監(jiān)測電機、水泵的運行狀況，一旦超限立即報警，從而有效避免水泵與電機的損壞

3）PLC的數(shù)字量輸入模塊將所有開關(guān)量信號通通采集至PLC中，以此充當邏輯處理的依據(jù)，實現(xiàn)對水泵啟停的有效控制

二、系統(tǒng)功能

實踐證實，筆者所設計的污水處理一體化設備控制系統(tǒng)具有以下功能，如表二所示。

表二? 系統(tǒng)功能分析

功能

具體表現(xiàn)

分段調(diào)試

PLC控制程序采用模塊化結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)程序模塊的分段調(diào)試與分段運行

自動輪換

秉承水位與壓力控制原則，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)水泵的自動輪換

自動啟動

當程序設定時間內(nèi)還未達到相應真空度時，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)備用泵的自動啟動

動態(tài)監(jiān)控

對于水泵及相應附屬設備的實際運行狀況，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)監(jiān)控;

實時顯示

對于水位、壓力、流量、電流等參數(shù)，系統(tǒng)可通過觸摸屏實時顯示水位、流量、壓力、電流、電壓等參數(shù)，并具有流量保護

故障保護

對于電機、電動閥等設備，對于過載、短路及斷相等現(xiàn)象均有相應故障保護，一旦超限立即報警，自動彈出故障畫面，且故障點自動閃爍

歷史查詢

系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)故障的及時記錄，并可隨時查詢歷史數(shù)據(jù)

通訊功能

PLC、上位監(jiān)控機、觸摸屏三者之間，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送、信息交換以及遠程遙控

三、系統(tǒng)方案

該系統(tǒng)方案主要包括工藝流程要求、結(jié)構(gòu)組成、控制模式以及程序設計等方面內(nèi)容。

（一）工藝流程要求

該污水處理工藝流程對本系統(tǒng)主要具有以下方面要求，如表三所示。

表三? 工藝流程對系統(tǒng)要求

類別

具體要求

電氣控制

水泵啟動及運行過程中的過載、過流保護應科學合理，水泵啟停不能過分頻繁，兼具高水位報警和低水位保護功能

水泵啟停與循環(huán)

無須水泵同時運行時，應采取某一時段分別增、減一臺水泵的方式來完成一個周期性循環(huán)，從而有效預防部分機組的過度磨

水泵啟動臺數(shù)與運行時間

應根據(jù)具體水位與實際流量的大小合理確定啟動臺數(shù)和運行時間

（二）結(jié)構(gòu)組成

本系統(tǒng)主要由PLC主控模塊、電源模塊、模擬量輸入和輸出模塊等主要模塊以及觸摸顯示屏、現(xiàn)場儀表等輔助設備所組成。

（三）控制模式

本系統(tǒng)主要采取全自動控制、就地控制與集中控制3大控制模式，其中全自動控制為主，就地控制與集中控制為輔。正常情況下，借助PLC，所有設備的啟動、停止、各種模式的轉(zhuǎn)換均遵照事先編制好的程序自動運行下去，無須人工干預。而當調(diào)試或者維修設備時，則采取就地控制模式與集中控制模式。

（四）程序設計

根據(jù)工藝要求與系統(tǒng)實際組成，本控制程序的設計主要分為粗細格柵控制、氧化溝含氧量控制、潛水泵控制、鐘式沉砂池控制以及污泥回流控制等部分，前三者為主要控制回路。

1、粗細格柵的控制

實際運行時，格柵前后的液位差直接決定著粗、細格柵的啟停。當實際液位差高于設定值，格柵自動啟動;當實際液位差低于設定值時，格柵自動關(guān)閉。而當液位差處于設定值臨界狀態(tài)時，將會產(chǎn)生波動而導致設備啟停頻繁。因此，在設計程序時，要注意將啟動與停止分別設置為設定值，且回差可調(diào)。

2、氧化溝含氧量的控制

作為污水處理關(guān)鍵任務之一，氧化溝內(nèi)污水含氧量的控制是決定污水處理質(zhì)量的重要因素，必須予以高度重視。因此，在程序設計過程中，相關(guān)工作人員應依據(jù)氧化溝運行階段的不同，準確測量污水溶解氧濃度，并與設定值進行認真比較，從而實現(xiàn)氧化溝中曝氣轉(zhuǎn)刷的控制優(yōu)化，實現(xiàn)轉(zhuǎn)刷運行臺數(shù)、高低速以及曝氣時間的自動調(diào)整，實現(xiàn)進、出水堰們開啟與關(guān)閉的聯(lián)動控制。這樣一來，不僅能夠確保工藝要求的滿足、出水質(zhì)量的達標，還能夠有效減低能耗與生產(chǎn)成本。

四、結(jié)語

本系統(tǒng)實際投入運行后，設備運行的穩(wěn)定性與可靠性獲得大幅提升，處理后的污水質(zhì)量明顯達標，實現(xiàn)了整個污水處理過程的集散管理與有效控制。因此，將PLC應用于污水處理過程是值得推廣的。

參考文獻：

[1]劉先春，李書臣，張洪林等.PLC在污水處理控制系統(tǒng)中的應用[J]，工業(yè)儀表與自動化裝置，2006（3）.

[2]趙紅霞，李育.PLC在污水處理中的應用[J]，價值工程，2011，30（6）.

[3]岳少龍.PLC在污水處理中的應用[J]，價值工程，2012，31（6）.