PLC自动控制系统在污水处理中的应用

柴润德 雷思艺 刘恒

摘 要：当前我国社会已经在现代化发展建设的进程当中取得了巨大成就，各种自动化技术被广泛应用在社会各行各业当中。由于人口数量的不断激增，以及生活生产中用水量的不断增加，产生的大量污水无处排放成为我国一大严峻的环境问题。而处理污水则成为全社会各界人士广泛关注的焦点问题，该文将立足于当前的社会环境，简要分析论述PLC自动控制系统在污水处理中的应用。

关键词：PLC 自动控制系统 污水处理 应用

中图分类号：U664 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）07（a）-0005-02

根据最新的调查数据显示，仅仅在去年一年我国产生的生活污水排放量高达520.7亿吨，较同期相比增长了近6个百分点。尽管我国最近十年以来总共建设了超过两千余座污水处理厂，在处理污水方面仍然存在较大欠缺。为尽快改善这一问题，维护我国的生态环境，该文将从PLC自动控制系统着手，对其在污水处理中的实际应用进行简要阐述。

1 自動控制系统的概述

1.1 工作原理

运用在污水处理当中的自动控制系统主要使用其内部的四大构成要素即现场仪表、信号采集、执行机构和人机界面完成控制工作。通过各相关设备与自动控制系统建立的工艺曲线、在线采集和人工输入等功能，显示出回流比、色度和COD等指标结果，从而全面把控污水处理的变化规律，进而控制处理污水的工艺技术。而上位工控机、PLC和电控机正是构成控制污水处理工艺技术的重要内容，其中在自动化控制系统当中以智能的上位工控机作为核心部分，在专业的控制软件帮助下完成自动化控制工作[1]。

1.2 具体功能

一般参与污水处理工作无外乎是提供商、运营商和承包商，之后按照具体的污染程度对污水进行划分，每一种性质的污水都具有与其相对应的处理方法。以生活污水和工业废水为例，基本上生活污水会直接排入城市污水管道，而工业废水需要经过专业的净化处理过滤到其中的有毒有害物质之后才能排入城市污水管道。已经排入城市污水管道中的污水将同一进行特殊净化处理，最终被排放至自然环境当中。

2 PLC自动控制系统

2.1 相关概念

所谓的PLC是英文Programmable Logic Controller 的缩写，翻译成汉语意思即为可编程逻辑控制器，也被称作是可编程控制器件。从本质上来说PLC是一种存储器，但除却基本的存储功能，PLC还能够完成定时、逻辑运算、基本算数等功能，而且可编程的特性使得用户通过数字编程输入命令从而控制机械设备以及生产过程[2]。

2.2 工作流程

PLC自动控制系统主要经过采样录入、执行操作和完成刷新三大工作阶段。在采样录入当中，PLC自动控制系统主要利用扫描条形码的方式采集数据并完成基本的分析工作，之后将采集到的信息数据录入至I/O映像区中并进行保存。但一旦PLC自动控制系统进行其他操作如执行命令或刷新等，其内部的样本数据也将发生变化，但已经录入并存储在I/O映像区的信息数据不会受到影响。在执行操作当中，PLC自动控制系统将执行用户命令，但与其他自动控制系统不同的是PLC将结合具体的输入数据选择从左到右或自上而下的顺序执行命令，在完成执行之后将直接验证结果以便确定彻底完成用户命令。在完成刷新当中，PLC将对执行用户指令之后产生的结果进行刷新，并由输出程序及时将执行结果进行输出。

3 PLC自动控制系统在污水处理中的应用

3.1 控制方式

PLC自动控制系统运用在污水处理当中首先可以根据实际的工作情况选择不同的控制方式。主要有自动控制以及手动控制两大控制方式。通常在设备维持正常运作的情况下主要使用自动控制方式，该方式能够确保设备的正常运行；而一旦设备无法正常运行并出现故障问题时，PLC自动控制系统将选择手动控制模式，从而完成设备的正常工作运转[3]。

3.2 在线监视

前文提及在PLC自动控制系统当中能够对信息数据进行有效采集并录入和存储在I/O映像区当中，因此运用在污水处理中的PLC自动控制系统能够通过其采集数据信息的功能完成对污水处理的实时监控。具体来说指的就是在各个污水排放和处理环节中设置智能仪表，智能仪表能够对其工作区域内产生的信息数据进行及时记录并实时传输至中央控制室当中，有中央控制室的显示屏幕进行具体显示，从而帮助工作人员全面了解相关设备的具体运作情况。智能仪表在采集信息数据之后能够进行简单的分析处理，即显示其中工艺参数的实际变化情况，而工作人员恰恰能够根据该变化情况全方位把控各参数和相关设备在处理污水过程当中的数值变化以及实际运作情形，工作人员可以根据实际情况利用电子计算机远程完成对智能仪表上参数信息的变更，从而维护污水处理过程中相关设备的正常运行。

3.3 动态管理

工作人员在中央控制室当中可以依据智能仪表显示的具体参数数值、相关设备在运行中产生的数值信息以及阀位开度和报警信号等等动态管理处理污水的全部过程。而PLC自动控制系统中对污水处理中产生的信息数据进行及时收集和粗略分析，并通过I/O映像区完成录入与存储能够帮助工作人员对污水处理当中产生的不正常情况以及异常数据进行全面分析，以便能够及时准确的寻找出发生不正常现象以及出现异常数据的具体原因，从而以此为基础进行及时调整和改善，避免影响污水处理系统的正常工作。

3.4 采集数据

运用在污水处理中的PLC自动控制系统能够充分发挥其数据采集功能，对运行在污水处理过程中的所有仪器设备产生的运行数据进行实时采集，同时在第一时间内将采集到的信息数据录入并存储至I/O映像区当中，防止PLC自动控制系统在运行其他功能时造成重要的参数信息出现遗漏或丢失进而影响后期的分析工作。可以这么说，PLC自动控制系统运用在污水处理过程当中其最主要的功能就是及时采集并保存运行数据，这是完成全面分析管理信息数据并寻找出最适宜的污水处理措施的重要步骤[4]。

3.5 数据分析

PLC自动控制系统在自动采集到污水处理过程中各设备的运行数据之后，能够直接在后台进行函数计算，并且在得出具体计算结果的第一时间内能够完成深入分析工作，工作人员则以此为基础全面掌握在污水处理过程当中各设备的运行情况同时对其日后的运行趋势进行合理判断，方便工作人员提早做出相应的应对和准备工作。

3.6 故障提示

在污水处理当中的PLC自动控制系统具有故障提醒的优势功能，具体来说在处理污水中一旦设备出现运行故障，PLC自动控制系统能够在第一时间将故障情况和故障地点传送至中央控制室的监控画面当中，使得工作人员可以立刻发现在污水处理工作当中出现的问题与故障，同时根据其呈现的具体警报画面做好应急准备处理工作。一般情况下，工作人员可以将发生故障的曲线与历史曲线相比，结合PLC自动控制系统给出的分析结果，进行复位处理从而使得设备能够在短时间内恢复正常。

3.7 连锁保护

PLC自动控制系统可以完成对污水处理中各设备进行连锁保护，即使其中某一设备出现运行故障，也不会影响其他设备的正常运行，也就是说PLC自动控制系统能够大大提升设备的保护性能，有效维护设备的正常运转。

4 结语

总之，我国当前水资源正处于严重紧缺的情况，特别是东部沿海发达地区，人口稠密需水量和用水量巨大，平均每人每天产生的生活污水量高达280升，在此情况在加快生活污水的处理速度是建设和谐生态中国的关键一环。PLC自动控制系统利用其内部的I/O映像区完成对数据的采集、扫描和录入、存储对生活污水集中排放的区域进行实时监控，为采取污水处理措施提供必要的数据资料，切实推动我国污水治理工作的发展，早日实现建设和谐生态中国的伟大目标。

参考文献

[1] 高峰，何昌军，杨顺生.浅析PLC的自动控制系统在污水处理中的应用[J].环境科学与管理，2016（2）：89-91.

[2] 曹丽婷，田景文，黄桂林.试论PLC和组态软件在污水處理远程监控系统中的应用[J].机床与液压，2016（7）：202-204，248.

[3] 王春艳，王孝红，袁铸钢，等.基于PLC的控制系统在污水处理中的应用[J].济南大学学报：自然科学版，2015（2）：

126-129.

[4] 米晨，詹会萍，汤秀芬.基于PLC的控制系统在污水处理中的应用[J].宁夏工程技术，2015（2）：144-146.