浅谈污水处理机械自动控制设计

高标

摘要：依托西门子公司生产的S7-300型号PLC控制开关通断，利用软件Step7对污水处理控制过程进行编程，并使用软件S7-PLCSIM对编写的程序进行仿真检测，结果表明：效果良好。

关键词：污水处理系统；PLC；编程

1污水处理自动控制系统的要求

生活污水处理包括格栅间处理、沉淀池处理、液体混合池处理。格栅间除污耙的上升、下降由电机控制实现的，上升、下降需要电机正转、反转。液体混合池中搅拌机的电机控制使用直接控制回路。污水處理系统的要求包括功能需求和控制要求两部分。

（1）功能需求。控制系统设有手动、自动转换功能，自动功能由PLC实现；设有显示装置，可以实时了解系统各设备的运行参数，包括电机运行状态、压力值、电机电源状态。污水处理过程中发生电机过载、故障停机时，系统应及时发出警报。

（2）控制要求。格栅间设有进水电磁阀A，控制污水流入格栅间反应池的速度，当污水液位上升至规定液位，触发液位传感器，产生信号关闭进水电磁阀A；污水在格栅间反应结束后打开出水电磁阀B，并控制污水流向沉淀池流动速度，当格栅间水位低至最低水位，触发液位传感器关闭出水电磁阀B；沉淀池工作结束后打开电磁阀C，污水流向液体混合装置工作；沉淀池水位低于最低液位触发传感器产生信号，控制阀C关闭，液体混合装置运行结束。

2电气系统控制流程

（1）PLC控制柜具有手动、自动两档转换开关，自动方式时PLC自动控制污水处理系统。手动方式时，PLC不再控制设备。手动方式主要应用于设备检修。

（2）工作时先打开进水阀B（格栅机出水阀），等到水位到达规定液位时，液位传感器检测到信号，关闭水阀B停止进水。

（3）水池静至30min等待杂物沉淀至池底后打开出水阀D排水，排水至中液位传感器检测信号，D阀停止排水。

（4）开启排泥阀C，导出泥水。

（5）进液阀D打开，待处理的污水流入容器，液位上升。当液位上升到中液位处时，进液阀D关闭，待处理污水停止流入，打开消毒液阀E，消毒液A开始流入容器。

（6）液位上升到高液位处，进液阀E关闭，消毒液A停止流入，同时搅拌电动机开始工作。

3系统的PLC程序设计

3.1PLC编程软件的选用

PLC控制程序采用SIEMENS公司提供的V4.0STEP7MicroWINSP6编程软件开发。PLC控制程序由一个主程序、若干子程序构成，程序的编制在计算机上完成，编译后通过PC/PPI电缆把程序下载到PLC，控制任务的完成是通过在RUN模式下主机循环并连续执行用户程序来实现的。

3.2I/0口分配

系统I/0口分配见表to

3.3PLC程序控制

3.3.1启动程序

每一个反应池在开始工作之前需要进行启动。以格栅机启动为例。按下SB1启动按钮后，程序自锁，松开启动按钮后保持启动状态。

3.3.2格栅间除污

格栅井单元的设备包括格栅井提升泵、浮球液位控制器、粗格栅、浮球液位变送器，其作用是清除污水中的颗粒与悬浮物；液位变送器用来检测粗格栅前后的液位差，当差值大于10cm时粗格栅开始运行。

格栅间在处理杂物时涉及到除污耙的开耙、闭耙。开耙、闭耙程序原理类似，只介绍开耙程序。在渣耙上限位传感器检测出信号后回馈PLC信号I0.5，启动定时器T35，延时0.1s后，输出信号Q0.2，使渣耙张开接触器吸合，渣耙张开。格栅机除污耙开耙程序

3.3.3格栅机除污耙

格栅间在处理杂物时除污耙上升、下降过程类似，因此只介绍除污耙上升时的程序。除污耙完全闭合后传感器检测到信号，回馈信号I0.6到PLC输出渣耙上升信号Q0.1，渣耙上升接触器KM2吸合，渣耙上升。

格栅机除污耙上升程序

3.3.4消毒池控制

消毒池单元的主要设备有鼓风机、溶解氧检测仪、电动蝶阀、生化池提升泵、浮球液位控制器，其主要作用是降低污水COD，BOD的含量。

在污水中加入消毒液使水质符合标准，是污水处理中十分重要的一个过程，主要涉及到对液体阀门的控制。消毒池中液位传感器检测到信号，反馈信号I2.3回CPU，输出打开消毒液阀E信号Q2.0其控制流程图类似于格栅机除污。

3.3.5搅拌机启动

当污水、消毒液都在液体装置后，液体到达高液位时被传感器检测到，并给PLC一个输入信号I2.2。PLC输出开启搅动电动机信号。

4结语

设计的基于PLC的污水自动处理系统能够完成对污水杂物的清除，并通过药物反应使水质符合标准。系统不仅可以提高污水处理效率，而且具有工作可靠、施工简单、节能显著等优点。