基于PLC控制的污水处理的设计

陈 鲲

（福建工程学院，福建 福州 350108）

生活中我们总是会产生很多的污水，随着污水量的增加，如何处理也成为必须解决的问题，目前，我们一般采用活性污泥法进行处理，它是一种二级生物的处理手段，处理效果好，能力强，然而也存在很大的弊端，即耗费高、管理难，容易出现污泥膨胀、污泥上浮等不良反应，而且水质中的氮、磷等无机营养物质并不能去除，如果这种水再饮用无疑会造成人体伤害.这种处理方式在一定程度上并不适合中国的发展现状，因为并不符合我国的“可持续发展”战略，因为，处理污水就是为了降低环境污染，保护环境，但是这种处理污水的方式会耗费大量的资金，面对我国人均资源不足的现实是没有实施保障的.

1 过滤罐控制方式

过滤罐，顾名思义，就是起过滤的作用，一般它分为两种控制手段，即自动和手动，在对过滤罐进行控制的过程实际上就是程序的启动的过程，因为它是按照PLC设定的程序自动工作的.当开启“自动状态”时，如果过滤罐的控制开关是开启的，那么这个过滤罐就就会进行自动的过滤处理.而当开启“手动状态”时，如果过滤罐的控制开关是开启的，那么这个过滤罐就需要一定的人员进行操作和控制才能完成污水处理的工作.过滤器也会随着工作的进行逐渐被污染，这时候就需要进行清洗工作，此时第一步就要将过滤器中的水排除干净，排水的过程中，过滤进、出水阀呈关闭状态，排水、排气阀则是打开的，随后再启动反冲洗泵进行过滤器的净化，如图1是具体的反冲洗工作流程图.

图1 污水过滤工艺图

一般这个工程中所有的设备都要包含自动和手动两种控制方式，如果设备要自动进行工作，那么只要开启自动状态，然后使其按照PLC程序中的规则进行工作即可，而且这种状态下并不需要人工进行控制；而如果设备处于手动控制状态，那么此时就需要操作人员进行控制，利用控制盘改变设备的工作条件和流程.如图2是两种状态的工作流程图.

图2 污水过滤流程图

2 PLC 实现污水处理系统的设计

2.1 设计说明

污水处理实际上就是对污水进行净化，然后再投入到生活生产中，也就是保证水资源的循环利用.当开启“自动状态”时，如果过滤罐的控制开关是开启的，那么这个过滤罐就就会进行自动的过滤处理.而当开启“手动状态”时，如果过滤罐的控制开关是开启的，那么这个过滤罐就需要一定的人员进行操作和控制才能完成污水处理的工作.过滤器也会随着工作的进行逐渐被污染，这时候就需要进行清洗工作，此时第一步就要将过滤器中的水排除干净，排水的过程中，过滤进、出水阀呈关闭状态，排水、排气阀则是打开的，随后再启动反冲洗泵进行过滤器的净化.

2.2 PLC程序编写

2.2.1 污水处理系统的开启过程

图3 污水处理系统的开启过程

图3中是污水处理系统的开启过程图，从图中我们可以读出这样的信息，常开分别为0000和0006，线圈则是1002，而且在常开0000的情况下还设定了一个自保1002.自保也就是保护整个系统的正常运转，如果系统出现毛病，那么这时就要发挥自保的作用，可以肯定的说，自保是整个污水处理系统中不可缺少的一部分.这段程序的主要作用是开启系统，保证污水处理过程的正常运转.如果此时常开是0000，线圈是1002，那么表示此时需要工作人员的介入，实行自动或手动的方式进行污水的处理，如果常开是0006，那么表示此时整个系统是关闭状态，但是假如1002的指示灯处于常亮状态，那么表示工作仍在进行，因此1002存在自保能力.

图4 污水处理系统的自动和手动的操作过程

2.2.2 污水处理系统的自动和手动的操作过程

图4是污水处理系统自动和手动的两种操作过程的描述图，从图中我们可以知道，在自动状态下，常开0001，常开0006，常闭1004，线圈1003，而且在常开的下面还有两种指令，一个是常开1003，此时是处于能够自保的状态，基于自保作用的重要性，必须保证常开1003的设定状态，此时，在自保常开1003的下面还有一个常开TIM003，这个常开的作用是保证系统的衔接性，缺少这个指令就会阻碍该设备后的工业流程.此时如果在这之后增加一个线圈1003，那么久在很大程度上增加了系统的稳定性，并保证了过滤效果的有效性.实际上，这样的设置方式有利于系统自动状态的进行.因为这时设置的数据结合整个系统的程序就可以保证系统中记数器和定时器的正常工作，以便达到污水处理的目的.总而言之，自动状态的设置是常开0002，常开0006，线圈1004，然后在常开0002的下面设定了一个常开1004，之后结合主线上常开0002，保证常开1004的自保能力正常进行，因为自保是整个污水处理系统中不可分割的一部分，如果系统不能工作而且确实自保能力，那么该系统就会失去净化作用.另外，在手动状态下时的设置是常开0002，线圈1004，此时该系统的自保能力是一直启动的.自动和手动的工作方式是互不干扰的，如果是自动状态，那么就完全不需要工作人员操作.

2.2.3 污水处理系统的开进水阀，出水阀和加压的过程

图5 污水处理系统的开进水阀，出水阀的加压的过程

图5对污水处理系统的开进水阀和出水阀的加压过程进行了描述，从图中我们可以看出，此时的设置数据信息是常开1003，常闭CNT004，常开0009，常开0006，线圈1005，输出是1005有自保.基于自保的重要地位必须保证其正常工作，否则将会影响整个系统的污水处理能力.而且在常开1003的下面还有一个常开1004，常开1004的功能也是不容小觑的，这是链接后边过程的关键.随后在常开1003下面设置了常开1005，常开1005和线圈1005结合使用是促进系统工作的重要的部分.假如这个位置没有常开点1005，那么该程序的编制就失去了意义，也不能控制开进水阀和出水阀，也不能进行加压的操作.之后随着污水的引入就要进行污水的净化了，净化过程是发生在储存罐中的.当然在水引入储存罐之前一定要进行程序的设置，然后打开阀门引入污水，然而假如要处理更多的污水，必须保证水的循环性，也就是必须要加压，将更多地污水压到罐中，这样才能提高污水处理的效率，增加污水的处理效果.这两种方式的工作原理都是利用出/进水阀和加压电机的作用将水引入储存罐，然后进行净化处理，他们是同时工作同时停止的.因此一定要有一个输出装置保证水的循环.

2.3 IO分配PLC输入/输出端子

表1 污水过滤PLC输入/输出端子分配表

3 小结

水是生命之源，如果水质遭到破坏，那么一定会影响人类的生产，所以保护水资源，改善水质是我们必须解决的难题.文中应用PLC控制实现的污水处理系统，显然是符合当前当前环保要求设计的，具有一定的借鉴意义.

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