基于工控组态软件的污水处理监控系统

卜闪闪

摘 要：随着人们生活水平的不断提高，环境意识越来越强，政府对工业污水的处理也越来越重视。本设计针对某个工厂排放的污水进行处理，并通过工控组态软件MCGS进行监控，达到工业污水清理的目的。

关键词：污水处理；组态软件

1 设计背景

城市工业生产的发展，城市规模的日益扩大，导致工业废水和生活污水排出量日益增多，致使城市周围环境污染十分严重。但是，根据这几年的调查研究发现，我国污水处理自控系统相对落后，全国城市污废水的处理率（达排放标准的）仅有20%左右，污水处理成本居高不下，污水处理的自动化水平低，在处理过程中由于管理不当会出现一些安全问题，甚至有些地方不重视污水处理，导致水污染严重，甚至一些地方出现了“癌症村”，威胁着人类的健康。因此，水污染治理迫切需要，特别是高效、安全、低成本的治理方法尤其重要。综上，建立有效合理的污水处理监控系统，是十分有必要的。

2 控制要求

工作示意图如下：

按下启动按钮，系统开始工作，搅拌器一直搅拌，刮泥机正常工作。按下停止按钮，系统停止工作。此外：

1）流量控制：由流量计检测流量，并由进水阀调整流量。

a.水流过慢，进水阀开大，使水流加大；

b.水流过快，关小进水阀，逝水流减速；

c.水流适中，保持进水阀不变。

2）中和处理：由PH测量计测量污水的酸碱度，方法是利用加酸阀，加碱阀，使得酸碱度能够中和。

a.水质为酸性，发出报警，加碱阀打开；

b.水质为碱性，发出报警，加酸阀打开；

c.水质正常，不报警，加酸阀，加碱阀均关闭。

3）温度处理：由温度计检测水温，若水温过高，加水降温。

a. 水温过高，加水阀打开，注入冷却水；

b.水温正常，关闭加水阀。

4）水位控制：由水位计检测处理池水位。

3 總体设计

整个设计过程，要求系统能手动和自动实现工业污水处理工艺流程的过程控制。即分为手动控制和自动控制。两者均在触摸屏上完成，触摸屏使用MCGS组态软件监控。在手动控制时，可以实现各个部分的单画面单一完成，只需要选择按钮操作，而不用监测传感器状态，是自动控制的补充说明。在自动控制下则是根据传感器所监测的信号进行控制，整个环节是一个闭环控制系统，整个监控通过计算机自动调节，高效，安全。在自动状态下，实现的工作有：

1）接通电源，启动潜水搅拌器和刮泥机，选择自动控制模式。

2）根据流量计检测流量，自动调节水流大小。

3）根据反馈回来的PH值，自动调节酸碱度，使处理后的水质保持平稳适中的酸碱度。

4）进水泵房中的潜水泵根据液面高低进行运行、停止的控制。

5）整个系统操作完全由触摸屏实现。

6）上位机监控选择MCGS工控组态软件。系统能实现整个工作过程，设备状态，报警记录，数据显示的实时监控。

下位机使用PLC进行系统控制。采用三菱FX3U型PLC，通过模数转换和数模转换环节可以实现与现场采集信息的传感器，用于显示的自动化仪表，以及用于出送数据的变送器相连，实现数据间的提取，转换管理。为了增加安全性，一般情况下会对电路中的短路、断路现象，电机出现过载时的情况设置报警界面。

FX系列的PLC可靠性很高，抗干扰能力强，平均无故障时间可以达到30万小时以上。另外，它带有硬件故障自我检测功能，当有故障出现时可以发出警报信息。。这种PLC的功能完善，适用性强，具有完善的处理数据的能力。近年随着PLC技术的发展，功能单元的完善，使PLC已经非常完美的渗透到了位置控制、温度控制、厚度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC维护方便，容易改造，大大减少了控制设备外部的接线。这样通过分配PLC的I＼O可以实现对流量控制、中和处理、温度处理、水位控制等控制要求。

触摸屏实现对污水站所采集的数据和系统中的控制参数进行设定，系统采用MCGS组态软件，该软件使用简单易学，功能强大，可以实现对监控设备的运行及控制状态进行监测，绘制历史曲线和实时曲线。污水处理工艺监控界面，包含封面，控制操作界面、工作过程监控界面，实时曲线，历史曲线，报警画面等等。 界面中的各参数值则是根据下位机PLC变化的，实现上位机和下位机的对接，安全可靠。工作人员通过观察折现参数变化来对污水处理系统进行实时监测、记录、处理和显示。

4 总结

本文采用工控组态软件对污水处理系统进行监控，通过系统设置可以实现对污水高效处理，处理过程采用闭环控制，实现无人操作，降低成本，提高了污水处理的效率，由于设置安全警报可以保护设备安全运行，意义重大。

参考文献：

[1] 常晓玲.电气控制系统与可编程控制器[M].北京：机械工业出版社，2004（1）.

[2] 孙振强，王晖，孙玉峰.可编程控制原理及应用教程[M].北京：清华大学出版社，2005（2）.