摘 要：本文以某化工廢水處理廠為研究對(duì)象，分析了PLC在該處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)中的具體應(yīng)用和控制功能。實(shí)踐表明，PLC在化工廢水處理中可實(shí)現(xiàn)良好的運(yùn)行效果和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：PLC；化工廢水；自動(dòng)控制系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.106

0 引言

隨著處理工藝技術(shù)的提升和自動(dòng)化控制技術(shù)的深入發(fā)展，我國(guó)工業(yè)污水處理已進(jìn)入自動(dòng)化、智能化控制階段。在工業(yè)污水處理領(lǐng)域，PLC控制器因具有諸多優(yōu)點(diǎn)，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。PLC已成為工業(yè)污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)中的主要設(shè)備。

1 PLC的優(yōu)點(diǎn)

PLC，也稱為可編程控制器，具有以下諸多優(yōu)點(diǎn)：一是控制程序可變。由于工業(yè)廢水的種類多，因此處理工藝技術(shù)復(fù)雜多變。而采用PLC，隨著工藝的變更，只需改變相應(yīng)程序即可滿足處理需要。二是可靠性強(qiáng)。PLC的使用壽命較長(zhǎng)。且應(yīng)用可靠、穩(wěn)定，故障率較低，能有效的提升污水處理效率。三是功能全，易維護(hù)。PLC常被用于開關(guān)量控制系統(tǒng)。同時(shí)，PLC還具備模擬量輸入/輸出、邏輯和算術(shù)運(yùn)算等多種功能。PLC采用通用語言即可進(jìn)行編程、調(diào)試，易于掌握。具有故障查找功能，易于維護(hù)。

2 污水處理系統(tǒng)控制方案

本研究以東部某市某化學(xué)工業(yè)有限公司化工廢水處理廠為研究對(duì)象。其廢水主要來源于生產(chǎn)車間的生產(chǎn)廢水及設(shè)備清洗廢水。該企業(yè)日產(chǎn)生廢水規(guī)模為2400t/d。該污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)見下表1：

該廢水處理工藝為生化處理方法，采用“接觸氧化法+UASB”工藝進(jìn)行處理，這是典型的好氧法+厭氧法的組合。工藝流程見圖1。

本研究的污水處理廠自控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)控制方式。該控制系統(tǒng)包含中央控制室和PLC現(xiàn)場(chǎng)控制子站等。通過相應(yīng)控制層設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、操控、網(wǎng)絡(luò)通信連接等操作，實(shí)現(xiàn)污水處理廠的生產(chǎn)控制和管理要求。

3 PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)

3.1 中控室

該化工廢水處理廠的中央控制室設(shè)置在該公司綜合樓內(nèi)。該中央控制系統(tǒng)包含兩套監(jiān)控工作站，以及打印機(jī)等設(shè)施。并配備了高容量的UPS電源，為中控系統(tǒng)提供高質(zhì)量電源。當(dāng)中控系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，互為備用，可有效的確保污水處理的穩(wěn)定性。中控系統(tǒng)配備了以太網(wǎng)交換器，通過光纜連接污水處理現(xiàn)場(chǎng)各PLC控制站。中控室還配備了顯示屏，可實(shí)時(shí)顯示污水處理廠各工藝的運(yùn)行參數(shù)和處理設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

3.2 PLC現(xiàn)場(chǎng)控制站

本廢水處理廠工程電控系統(tǒng)中的可編程控制器（PLC）采用西門子公司的產(chǎn)品。其規(guī)格為S7-300，主要有中央處理單位（CPU模塊）、負(fù)載電源模塊（PS）和信號(hào)模塊等組成。其中，CPU模塊為CPU 315-2 DP模塊；電源模塊為PS 307/10A。此外，I/O模塊有3 塊。其數(shù)字輸入量19點(diǎn)，數(shù)字輸出量17點(diǎn)。該化工廢水處理現(xiàn)場(chǎng)的PLC通過與傳感器、變送器、儀表等進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)和參數(shù)的管理。

根據(jù)該化工廢水處理廠的處理工藝特點(diǎn)，結(jié)合工藝構(gòu)筑物的布置和現(xiàn)場(chǎng)控制的分布情況，在污水處理現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置了4座PLC控制子站。其中：1#PLC控制子站為預(yù)處理和污泥處理子站；2#PLC控制子站為鼓風(fēng)機(jī)和變配電子站；3#PLC控制子站為接觸氧化子站；4#PLC控制子站為UASB處理子站。廢水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的中控室與現(xiàn)場(chǎng)PLC控制子站之間通過光纜和先進(jìn)的控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，中控室可對(duì)各子站進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。在廢水處理站運(yùn)行過程中，各電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)通過通訊線路傳送至中控室，實(shí)現(xiàn)中控系統(tǒng)對(duì)于廢水處理現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

PLC為模塊化結(jié)構(gòu)，且PLC控制子站與相應(yīng)的MCC位于同一地點(diǎn)。當(dāng)中控室或連接通道發(fā)生故障，導(dǎo)致運(yùn)行退出或通訊中斷時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)控制站可獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)。可通過現(xiàn)場(chǎng)控制單元對(duì)廢水處理現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制和監(jiān)視，從而保障了運(yùn)行穩(wěn)定。

（1）1#PLC控制站。該控制站設(shè)置在污泥處理間。主要負(fù)責(zé)對(duì)格柵間內(nèi)KRG1000-5（細(xì)格柵除污機(jī)）和KRG-1000-10（粗格柵除污機(jī)）、進(jìn)水泵房各種功率型號(hào)的提升泵、XMY30/800-UK廂式壓濾機(jī)、污泥提升泵等設(shè)備的控制。該控制站可通過PLC自動(dòng)控制格柵清污，并與皮帶輸送機(jī)聯(lián)動(dòng)，收集雜物。通過高、低水位監(jiān)測(cè)，控制提升水泵的啟閉。還可控制污泥濃縮脫水設(shè)備對(duì)剩余污泥進(jìn)行脫水壓縮。（2）2#PLC控制站。該控制站位于變配電間內(nèi)。通過PLC自動(dòng)控制變配電間和鼓風(fēng)機(jī)房的3臺(tái)GRB125羅茨鼓風(fēng)機(jī)的變頻運(yùn)行和風(fēng)量調(diào)節(jié)等功能。（3）3#PLC控制站。該控制站位于鼓風(fēng)機(jī)房，通過PLC控制接觸氧化池和UASB池的曝氣調(diào)節(jié)、污水提升等功能。（4）4#PLC控制站。控制站位出水泵房?jī)?nèi)，通過PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)消毒池的攪拌泵、加藥泵等消毒設(shè)備的運(yùn)行，以及出水泵房的提升泵的啟閉等。

4 結(jié)論

受限于由于運(yùn)行成本和處理效率，我國(guó)工業(yè)廢水處理的經(jīng)濟(jì)效益很低。因此，提升污水處理的自動(dòng)化程度，可有效的降低成本，提升處理效率，對(duì)于工業(yè)廢水處理具有積極的影響。PLC因其具有諸多優(yōu)勢(shì)，在本研究的化工廢水處理廠中獲得了良好的運(yùn)行效果和穩(wěn)定性。

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作者簡(jiǎn)介：王浩（1986-），男，安徽馬鞍山人，大專，助理工程師，從事水污染控制方面的研究。