基于PLC工业废水处理系统的设计

王永乐

（河北天骏电子科技有限公司，河北　石家庄　050091）

1 系统介绍

污水净化处理系统组成示意图及信号布置如图1所示：

1.1 工艺流程介绍

（1）污水流入，打开手动阀门1，污水进入污水池，通过流量计到第一反应池，根据流量计流量的大小和PH1检测PH值得大小来控制变频器的转速，从而来控制加药量的多少[1]。然后搅拌电动机开始搅拌，搅拌以后再通过PH2检测PH值的大小，来确定是否继续加药。假如PH2检测到的值大于7就继续加药，假如PH小于7则停止加药，假如等于7，手动阀门2打开，流入缓冲池。

A、当液位到液位传感器SL1启动两个提升泵。

B、当液位到达液位传感器SL2启动一个提升泵。

C、当液位到液位传感器SL3停止一个提升泵。

图1 信号布置图

图2 系统配置图

D、当液位到达液位传感器SL4停止两个提升泵。

（2）污水PH值达不到排放的要求，继续上述过程，直到达到排放要求。

1.2 控制任务和要求

（1）两台计量泵，可单独进行工作，也可以同时进行工作，计量泵一主一辅。当流量计的流量不变时，PH1检测到的值大于7小于8，主计量泵工作，大于8小于9，主辅一起工作，小于7则停止计量泵工作[2]。流量计的流量从最小到最大的变化过程来控制主辅计量泵启动与停止。（2）搅拌电动机不考虑正反转；（3）PH2检测到的PH值的大小来决定是否继续加药；（4）两台提升泵的主辅选择，提升泵用星-三角降压启动：

A、当液位到液位传感器SL1启动两个提升泵。

B、当液位到达液位传感器SL2启动一个提升泵。

C、当液位到液位传感器SL3停止一个提升泵。

D、当液位到达液位传感器SL4停止两个提升泵。

2 控制系统设计

（1）确定PLC的型号和扩展模块的型号，系统配置图如图2所示：

（2）PLC的I/O配线图，见表1。

此控制系统中因手动部分较为简单，且只在PLC故障时使用，故可将手动控制按钮直接与负载相连，不再经过PLC。需接入PLC的仅为8个输入信号和5个输出信号，为充分利用PLC的内部资源，现选用FX1N-40M型PLC为例进行设计。

在如下图3的外部回路的连接图[3]，在这个连接图中有以下几个特点：

A、在控制电源的引入侧设置了“运行准备”电路，在紧急情况下操作“紧急停止”按钮，即可使PLC控制系统切除电源。

B、为消除电噪声的侵入，提高系统的可靠性，使用了电源隔离变压器。

C、手动操作环节直接设在负载侧

D、设置了一定的安全措施。如在接触线圈上并接RC吸收回路，防止感性负载对PLC输出元件的不良影响。

（3）提升泵的星-三角降压启动。图4中的FR为热继电器，SB3手动启动按钮，SB4为手动停止按钮，KA3自动启动开关，K4自动停止开关，SA手动自动转换开关。当SA闭合时，手动停止，自动启动。当SA打开时，手动启动，自动不启动。KM7为电动机的主接触器，KM8为星启动的接触器，KM9为三角运行接触器。

表1 I/O分配表

图3 IO配线图

图4 提升泵图

3 结论

污水处理，改变了企业本身以往用水的供水方式。如果加强污水再利用，加强污水的管理，那么会使我国的工业发展更合理、更有效、更加符合人民群众的利益[4-7]。通过对污水管理机制的不断完善，在政府、企业和公众共同参与下，使有限的水资源发挥出最大的经济和社会效益，加快建设节约型社会的步伐，实现我国经济的可持续发展。我国节约用水潜力巨大，污水再利用将大有可为[8]。污水处理过的水是一种宝贵的隐性水资源，而且是一种更为经济的资源。实践表明，节约用水和废水再利用对于我国这样一个人均水资源匮乏的发展中大国来说，是当前及今后我国面临的一项长期战略任务[9-10]。

参考文献：

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[2]张培山,钟昆.基于PLC的工业污水处理厂自控系统的实现[J].控制系统,2006,5(1):82-83.

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[4]李本高,徐振洪.龙军.工业水处理技术[M].北京:中国石化出版社,2004.21-28.

[5]孙松丽,王荣林,张桂新. 基于MCGS的PLC仿真实训系统设计[J]. 实验室研究与探索,2015,34(01):87-91.

[6]李小亭,张琛,方立德,张垚,梁玉娇,何青. 基于PLC的小型高精度多相流实验装置测控系统设计[J]. 电子测量与仪器学报,2014,28(06):670-674.

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[8]赵春锋,陈国民,范小兰,余粟. 基于PLC的电工实习教学装置的研发[J]. 实验室研究与探索,2013,32(01):136-139+142.

[9]颜伊庆,潘丽萍. 基于PLC的自动分拣系统[J]. 机电工程,2012,29(11):1286-1289+1317.

[10]孙方刚,纪志坚. 基于PLC钕铁硼氢气粉碎工艺控制系统设计[J]. 软件,2017,38(03):118-121.