PLC在污水处理自动控制系统中的应用

燕敏 崔桂梅

摘 要：随着经济的迅速发展以及科学技术水平的不断提高，我国的工业发展取得了很大程度上的进步，污水处理是工业生产中不可缺少的一个环节，随着工业现代化的推进，污水处理控制系统日益发展与完善，并与其它技术有机结合在一起。本文主要针对西门子S7系列PLC在污水处理自动控制系统中的应用进行研究与分析。

关键词：污水处理；西门子；PLC控制系统

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.111

1 西门子S7系列简述

西门子S7系列由德国西门子公司制造并生产，目前在化工、冶金等领域发挥了重要的优势，应用也相对广泛。西门子S7系列不仅具有体积小、速度快的特点，同时它在网络通信能力方面发挥了更为强大的功能，具有较高的可靠性与稳定性。一般情况下，当PLC投入到运行中，主要存在着三个阶段的工作过程，分别为输入采样阶段、程序执行阶段以及输出刷新阶段。在输入采样阶段中，PLC的扫描方式会对相关的额输入状态与数据进行依次读入，并在此基础之上将之存入I/O印象区的单元中；在程序执行阶段，PLC会对用户程序进行一定程度的扫描，且在扫描的过程中按照自上而下的顺序进行；在输出刷新阶段，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据对所有的输出锁存电路进行刷新处理，并在此前提之下对相关外设进行有效的驱动。

2 污水处理的流程

就目前情况而言，对于污水的处理方法多种多样，大体上可以分为三类，分别为物理处理法、生物处理法以及化学处理法，三种处理方法各有特色。现阶段，大多是将三种处理方法综合运用，所取得了效果也较为良好。污水处理流程主要有三个阶段，如下：①第一步需要对污水进行预处理操作，先将污水送入到粗格栅除污机进行处理，然后启动污水提升泵，将污水送入到回旋式细格栅除污机进行一定程度的细筛处理，最后再将已经经过两道工序处理过后的污水注入到旋流沉砂池中进行沙泥沉淀；②预处理完成之后，第二步需要对污水进行净化处理，将预处理完成之后的污水送入到一次分配井当中，然后再进一步通过氧化沟进入到二次分配井中，最后污水会进入到污泥泵房，在其中进行相应的二次沉淀与消毒操作；③污水处理的第三步为污泥处理，在这一阶段主要是对第一阶段与第二阶段污水处理所产生的污泥进行一定程度的处理，一般情况下都是经过发酵、消毒、脱水等工序，最终转变为沼气与化肥。

3 PLC控制系统

A公司的废水处理站主要存在着两种控制方式，一种为现场手动控制，另一种为PLC自动控制。通过现场手动控制方式进行控制的过程之中，需要对各电气站点进行就地控制箱进行相应的设置，就地控制箱的设置能够实现对于各个操控设备与执行机构的启动与停止；而对于PLC自动控制方式而言，主要是由PLC有效结合设备采集数据与系统设备运行的逻辑关系，并在此基础之上实现对于各个站点内电气设备运行状态的自动控制。

系统供电的安全性与可靠性高，在系统机柜之内，220V交流电源与24V直流電源都是接入到UPS电源系统，在这种情况之下，即使外部电源发生故障并导致断电，系统仍然可以通过UPS电源系统继续供电，供电维持可达1小时，PLC系统供电便不会受到影响。在控制程序的编写上，主要采用的是结构化的编程方式，这种编程方式能够对整套控制系统进行有效的调试与维护，除此之外，还可以根据实际情况对相应的控制功能进行变更，如此一来，系统的可维护性与可扩展性得到了很大程度上的提高。

4 控制系统工艺流程

（1）报警信息栏：报警信息栏位于整个操作界面的最上端，这一信息栏的主要作用是对系统报警记录进行显示。

（2）按钮：在整个操作控制系统中，有很多按钮，将其按照功能的差异性进行分类主要分为三种，第一种是画面调出按钮；第二种为系统共用按钮，例如“ Reset”按钮是系统所有设备的复位按钮，“Mute”按钮是系统蜂鸣器的静音按钮；第三种为系统信息指示按钮，系统中一旦出现了新的报警，这一类型的按钮背景色会发生转变，由原先的黑色变为红色，并且发生闪烁。

（3）设备操作面板：在整个操作界面中存在着多个设备操作面板，就以阀门操作面板为例，阀门状态在操作面板上有三个显示项，分别为打开、关闭与异常，通过观察操作面板能够清晰地知道当前阀门的状态。而“自动/手动”开关的主要作用则是对阀门的控制方式进行相应的调整，两者在操作面板上所显示的颜色不同。当阀门处于手动控制状态时，阀门开关会受到开关按钮的完全控制，而如果阀门处于自动控制状态时，开关按钮便不能够对其进行完全控制，但也是阀门开关的重要条件。

（4）工艺管线：在整个操作界面中，工艺管线部分存在着三种颜色，这三种颜色又分别对应了三种差异性的管线，紫色对应空气管线，蓝色是对应加药管线，绿色对应污水管线。

（5）系统报警画面：系统报警画面是操作系统中自带的控件，以表格的形式呈现，如果出现了新的系统报警，那么这一报警条目则会显示在表格的最下面一行，显示为红色并进行闪烁；如果报警出现之后随即消失则条目显示为绿色；如果系统报警已经经过人为的确认并处理，则条目显示为蓝色。

5 结束语

本文主要针对西门子S7系列PLC在污水处理自动控制系统中的应用进行研究与分析。首先对西门子S7系列与污水处理的流程进行了一定程度上的介绍，然后在这一基础之上对PLC控制系统及其主要特色进行了分析，指出了控制系统的安全性与可靠性。最后从报警信息栏、按钮、设备操作面板、工艺管线以及系统报警画面五个方面探究了控制系统的工艺流程。

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