在生活污水处理系统中应用PLC研究

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摘要随着城市化水平的加速，生活污水问题日趋严重，对生活污水的处理设备研究也就越来越重要了。本文主要围绕plc系统应用于生活污水处理方面来进行论述。简述该系统的运行机制，详细介绍PLC系统在生活污水处理方面的工艺流程以及该系统在各子站发挥的功能。

关键词生活污水；处理系统；PLC；功能

1系统概述

PLC系统是以工业级的以太网络为基础的，其控制方式是采用先分散后集中的方式，整个系统的S7-300可编程控制器出自SIEMENS公司，该系统的主站通过远程子站ET-200和PROFIBUS连接起来。PLC系统的一级系统是有一台工程师站与两台中央监控计算机组成，该系统全部设在中央控制室。PLC系统的二级系统是由现场PLC控制子站组成，共有六个这样的控制子站。PLC系统通过三级控制方式（PLC自动控制、就地手动控制以及远程手动控制）来实现全场的主要电气设备控制。三种方式中就地手动控制方式优先级最高，是控制权最高的控制方式，该控制方式中控制箱上设有自动以及手动的转换开关。当控制箱上的转换开关转到手动位置的时候，系统就只能通过人工在机旁手动来实现控制；自动控制方式需要提前编制好程序，运行将控制箱上的转换开关设置在自动档的位置，系统就按照预先编好的程序实现自动控制。由于控制方式的相互切换，所以现场的操作人员可以根据实际需要或具体情况进行选择，采用恰当的控制方式实现控制。

2生活污水处理工艺流程

生活污水处理工艺已形成流水线式的生产过程，主要有分流排水渠、粗格栅、提升泵房、细格栅、涡流沉沙池、隔油沉淀池、MSBR池1、MSBR池2、污泥脱水间、滤池、清水池、回用水泵房、紫外消毒、贮水池等。不同的地区可采用不同的污水处理方式，根据这个地区的具体情况可采用相应的污水处理方式。例如娄江污水处理厂根据当地的进水和出水的水质特点，采用UNITANK工艺。污水处理厂交替式生物反应池一共有四组，并且都有三个矩形的反应池，这三个矩形反应池中的池水相互连接、互相沟通。而且每一个反应池里都配备了供氧的设施，采用表面曝气的方式。污泥排放口和出水堰设在外边两侧的边池上，排放口固定，这样设在侧边的池子既可以作曝气池用，也可以充当沉淀池，而中间的池子就只可以当做曝气池。进水闸门可以控制进入哪个池子及时序，污水进入这样的污水处理系统后，通过控制闸门来实现需求。污水进入处理系统后，一个边池作沉淀池使用，另外两个池子处于曝气的阶段。如果污水从左侧的池子进去，那么这个矩形反应池就用为曝气池，中间的池子与左侧曝气池想通也用作曝气池，那么右侧的池子用作沉淀。经过处理后的水流经固定堰排除后，从左流向右方，然后关闭控制左测矩形池的进水闸，打开中间矩形池的闸门。这个时候，左边的矩形池不再曝气，污水从中间流到右边的反应池内。接着将中间的闸门关闭，右侧池进水，左侧池就成为沉淀池，沉淀后的水左右流通切换几个周期，最终达到污水处理的目标。

3PLC各子站的功能

PLC系统的各个子站都有不同的功能，各子站按照现场布置来做划分。整个系统分为1号PLC控制站、2号PLC控制站、3号PLC控制站、4号PLC控制站、5号和6号PLC控制站。1号PLC控制站主要负责监控细格栅、粗格栅、提升泵房、隔油沉淀池及涡流沉沙池设备的运行状态。当粗格栅满足预设的时间周期，或者是满足栅门前后水位差预设值的时候，则固液分离机就会启动，这种分离机是回转式的，也就是说依次开启皮带机、格栅除污耙，此步骤一般默认为两次，当然也可以由程序来定。除此之外，1号PLC控制站还监控着分离机当前的控制方式、运行的信号收发以及综合故障。细格栅也是通过栅门前后的水位差实现控制，当水位差到15cm的时候，细格栅会自动启动3至8分钟，螺旋压榨机同时间运行。若细格栅停止，压榨机会维持2到4分钟的运行状态。检测到的旋流只有砂机是连续运转的，而排水泵是间歇工作的，当排砂泵停止运转后，砂水分离器保持3至5分钟的运行状态。2号PLC子站中污水池里的电动碟阀和潜污泵相联系，先开启潜污泵，电动碟阀不打开，等潜污泵工作就绪后，再打开电动碟阀。启动潜污泵需要满足污水池中水位差超过-4m，若低于-5.1的话关闭潜污泵，将最高液位设置成-1.7m。2号PLC控制站除了可以检测池内的液位，还可以检测到提升泵现在所使用的控制方式、运行状态以及各种故障。若集水池中的液位高达-3.8m，滤池潜污泵就会打开；若低于-4.4m，潜污泵会立即停止工作。清水池的液位低于最低水位的时候，回用泵中的水泵全部停止运行；而超过最高水位的时候就会开启各个工作泵。回用泵中的四台水泵设四个不同的液位线，可以避免只使用其中一台泵。这里不仅可以检测到清水池中的液位，也可以检测到清水池中回用泵的控制方式、运行状态以及各种故障。3号控制站分布在脱水间。污泥池内的潜污泵可以根据液位自动开启或关闭。4号PLC子站分布在滤池间，一共有八座滤池来控制过滤单元。每一座滤池都有一台出水电动阀、一台进水电动阀、一台反洗进气电动阀、一台反洗进水电动阀以及一台反洗排水电动阀。滤池运行时，进、出水电动阀打开，其它三台电动阀则关闭。5号子站和6号控制站是两个集约化的生物处理系统，各自有一套控制系统并各成体系，分别是5号和6号分控站。该系统的控制室被建设在池的顶上，不仅能够完成两个系统的功能，还能够自动接受中控计算机的指令，不需要到现场去进行人工操作。在控制部分，MSBR池的周期可以分为不同的时段，半周期时间设置成一个半小时或者两个小时。在回流泵里可以通过变频来调节回流量及比例，也可以实现对溶解氧的控制。

4结论

随着经济的发展，污水处理系统不断完善。PLC在生活污水的处理方面起到了至关重要的作用。自动化的监控系统对待复杂的工艺和功能分散的生活污水处理系统时，采用先分散后集中的控制方式，不仅能够集中管理污水处理过程中的各种信息，而且也可以实现分散控制。这样不仅能够使得整个系统的更加优化，也能及时监测到各个子控制站出现的故障，也提高了生活污水处理系统的可靠性。

参考文献

[1]OMRONCS1系列可编程控制器编程手册[Z].

[2]冯生华.城市中小型污水处理厂的建设与管理[M].化学工业出版社.

[3]李日清，宏.PLC在生活污水处理系统中的应用[J].科技论坛，2009，19.

[4]刘新民，方然.PLC在娄江污水处理系统中的应用[J].制造业自动化，2007，29.

作者：梁凌雁 单位：中核新能核工业工程有限责任公司