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摘要现在，自动化水平不高、安全性低、管理不当，效率普遍低于世界标准,是我国大多数污水处理控制系统的现状。急需解决的主要问题是污水处理系统中的曝气过程控制、数据通讯和监控管理这几个方面。如何建立有效的自控系统，优化运行效果，减少运行费用，对于我国污水处理自控系统相对落后，污水处理成本居高不下，污水厂排放的处理过的污水的水质不稳定的现状，有很大的帮助。本设计主要内容有污水处理的基本工艺和流程，并以此为基础设计一套基于PLC控制的污水处理系统。该文首先介绍了污水处理工艺及相关流程、设计PLC控制系统的基本原则和步骤、控制方案的选定、控制系统硬件结构及设计、工作原理、以及程序的编写和系统的调试与运行，从而实现PLC在污水处理过程中的应用与推广。先根据污水处理要求设计了设备的电气控制与自动控制线路，其中包括状态信号故障信号、信号采集、设备的启停等，最后按照工艺要求以及设计要求设计PLC控制系统，主要包括PLC以及相关电气元件的选型、系统I/O分配等其他资源配置，以及PLC程序的编写和组态的实现。关键词：电气控制，PLC,污水处理AbstractMymainresearchisthePLCcontrolsystemofsewagetreatment.Withtherapiddevelopmentofcities,theenvironmentbecomesmoreandmoreimportant.Wastewaterisoneofthemajorfactorofpollutetheenvironment.TheautomaticcontrollingsystemofwastewatertreatmentisnotveryadvancedinChina.Thewaterqualitiesofthetreatedwastewaterareunstable.Sohowtosolvetheproblemsisverymeaningfultoourcountry.Thispaperintroducedthehardwarestructure,workprincipleofPLCcontrolthesystemanddesignPLCcontrolsystem’sbasicprincipleandstep,thenwiththeSBRwastewatertreatmentcraftforexampletoillustratethePLCintheapplicationinthewastewatertreatmentprocess.Designedtheelectricitycontrolofequipmentsandautomaticallycontrolcircuitaccordingtothesewagetreatmentrequirements,mainlyincludethestartandstopofequipments,thestateofthesignalandsoon.FinallydesignPLCcontrolsystemaccordingtothetechnologicalrequirements,includethePLCtypeselection,theallocationofsystemresourcesanddrawupPLCprocedureaccordingtothewastewatertreatmentcraft.Establishahighlyautomatedofsewagetreatmentplant,notonlymaystrengthenthesystem’sreliabilitybutalsomayreducethelaborintensityandreduceprocessingcostsandsaveenergy.Theestablishmentofsewagetreatmentplant’sautomaticcontrolsystemwillreducetheproductionandmaintenancecosts,alsocanreduceproductionandmaintenanceworkersinthelaborintensity.Keywords:electriccontrol，PLC，swagetreatment目录引言在全球能源供应紧张和对自动化程度要求不断增加的情况下，我国的污水处理厂必然向着高度自动化和无人化的方向发展。与此同时，随着PLC在其稳定性、高自动化程度的不断加强，使得PLC成为城市污水处理自动化方面的首选。随着现代控制技术和计算机技术的飞速发展，PLC控制技术在污水厂中得到了广泛应用，使得整个污水处理过程实现了计算机监测、控制和管理，以实现高质量、低成本、稳定可靠的运营方式。针对我国水资源现状呈不断恶化的态势，介绍现有的污水处理基本原理和技术，对新兴的污水处理理论和技术、污水治理方法做出评价。治理污水的方法和技术的基本原理主要是分离、转化。设计系统应用先进的工业控制计算机、可编程控制器、工业自动化组态软件技术、电力电子控制技术艺等，介绍了PLC在污水处理厂自动控制系统中的应用，通过PLC控制系统的配置和控制方式，和用PLC控制站和上位机组成的控制系统，从而实现污水处理整个过程的实时监测和自动控制水资源的匮乏和水资源的污染已经严重的影响了人民的日常生活，严重的影响了全国的经济建设和发展。特别是我国北方城市，如北京、天津、沈阳等城市水资源更为短缺。在这种情况下，污水更加不能随便外排，而是要净化之后合理利用。我国污水处理的电耗与西方发达国家相比仍有较大差距。因此建设符合我国具体情况的污水厂自动控制系统对降低污水处理成本、改善环境、建立可持续发展社会、保持我国经济高速发展具有重要意义。以PLC技术为基础，同时辅以现代计算机技术，构建的污水处理控制系统，具有系统配置合理,可靠性高,控制精度高和系统成本低等优点,将PLC与计算机构建的污水处理控制系统应用于在建项目和老水厂的改造,不仅可以提高系统的整体控制水平,同时可以利用网络平台实现数据共享,大大提高我国的污水处理能力，也为我国的水资源循环利用，从而缓解资源短缺的现状，为我国经济的持续高效发展打下坚实的基础。1污水处理工艺的介绍与确定1.1污水处理方法的确定不同的处理对象，不同的处理环境，将需要有不同的污水处理工艺来处理。因此，在选择工业污水处理工艺的时候必需要认真考虑当地污水的情况，以及实际的工业污水处理的环境。工业污水处理的方法主要有物理、化学、物理化学，以及生物等几种。这些方法根据实际情况，可以单一使用，也可以针对不同的污水混合使用。目前，工业污水处理的方法一般以生物处理法为主，辅以物理处理法和化学处理法。常用的工业污水处理工艺主要有传统活性污泥法、缺氧----好氧生物工业污水处理工艺A/O、厌氧—缺氧—好氧工业污水处理工、吸附生物降解、歇式活性污泥法。在这里，综合考虑各种因素后，选择歇式活性污泥法污水处理工艺。该污水处理方案的基本组成如下图1-1所示：图1-1污水处理系统基本组成示意图污水首先经过进水系统，然后通过粗格栅和清污机进行初步排除大块杂质物体，到达除砂池中。在除砂池系统中再通过细格栅和转鼓清污机进一步净化污水中的细小颗粒物体，将污水中的细小沙粒滤除后进入氧化沟反应池。在该氧化沟系统中进行生化处理，分解污水中的有害物质，此环节用到一些化学药剂来加强处理效果，如复合碱、氯气、油絮凝剂等。分别对污水进行除油、消毒、调整PH值。同时在该系统中设置有溶解氧仪超声波检测器，通过它对污水中的含氧量进行检测，根据其反馈到PLC的值来控制曝气机变频器的运行，改变污水中溶解氧的含量。潜水搅拌机的作用是推进水流，使氧化沟的污水和活性污泥处于剧烈搅拌充分混合接触，使生化反应更加充分，以最大程度地分解污水中的有害成分。经处理的污水进入沉淀池中，在刮泥机的作用下进行物理沉淀，为了加强沉淀效果，同时加入混凝剂和絮凝剂，利用高分子助凝剂的强烈吸附架桥作用更加容易沉降。污水经沉淀池处理最后到达脱水环节，离心式脱水机作用下进行脱水处理后排出清水。该污水处理工艺流程图如下图1-2所示：进水系统除砂系统氧化沟系统沉淀系统污泥脱水系统图1-2工艺流程图进水泵粗格栅除砂池氧化沟反应池清污机转股清污机转碟曝气机细格栅潜水搅拌机沉淀池污泥回流泵排泥罐污泥脱水清水排出污水2电气控制方案确定与硬件设计2.1污水处理系统控制要求1、设计基于PLC的污水处理控制系统；2、在分析控制回路的基础上，设计控制策略，选择控制规律；3、进行I/O口点数统计，确定系统规模；4、根据具体的工艺要求，选择PLC的模块；5、PLC梯形图的编制，系统连接及调试；6、学习组态软件，进行监控界面组态；2.2污水处理系统控制方案确定污水处理系统的主要功能是完成对污水的净化的作用，将排出的污水通过该系统处理后，输出符合国家标准的水质。长期以来，工业污水处理技术虽然经过了迅速发展，但仍滞后于城市发展的需要，工业污水处理率低、设备运转率低等极大地影响了城市发展。随着电子技术的飞速发展，控制要求的不断提高，早期往往采用的继电器和接触器控制系统已不能满足现代工业污水处理系统的控制要求，因此已逐渐被淘汰，取而代之的是DCS、现场总线控制、PLC等控制方法。本方案在综合考虑其他因素的基础上，选择用PLC来实现对污水处理的控制。PLC就是可编程控制器，实际上就是一台工业控制的专业计算机，作为一种特殊形式的计算机控制装置，它在系统结构、硬件组成，软件结构以及I/O通道、用户界面等诸多方面都有其特殊性。PLC作为工业污水处理系统的控制系统使得设计过程变得更加简单，可实现的功能变得更多。与各类人机界面的通信可完成PLC控制系统的监视，同时使用户可通过操作界面功能控制PLC系统。由于PLC的CPU强大的网络通信能力，使得工业污水处理系统的数据传输与通信变得可能，并且也可实现其远程监控。2.3控制系统总体框图污水处理系统的电气控制系统总框图如图2-1所示，PLC为核心控制器，通过检测操作面板按钮的输入、各类传感器的输入以及相关模拟量的输入，完成相关设备的运行、停止和调速控制。2-1电气控制系统框图2.3.1工作过程在手动状态下，各类设备的控制是根据操作面板上的按钮输入来控制，无逻辑控制，即可不根据传感器的状态进行控制。在自动方式下进行闭环控制，系统根据检测到外部传感器的状态对设备进行启停控制，其工作过程如下。(1）接通电源，启动自动控制方式，启动潜水搅拌器和刮泥机。(2）运行粗、细格栅机，进行间歇运行，即运行一段时间然后停止一段时间，循环进行。(3）根据反馈回来的液位差状态控制清污机的运行与停止。(4）进水泵房中的潜水泵根据液面高低进行运行、停止及运行数量的控制。(5）转碟曝气机根据溶解氧仪反馈的模拟量经PLC运算后进行控制，同时控制分离机的运行与停止。操作面板液位差传感器输入液位高度传感器输入溶解氧仪反馈值（模拟量）可编程逻辑控制器PLC显示面板格栅机定时运行各类泵运行离心式脱水机运行变频器转碟曝气机运行(6）污泥回流泵的运行与停止根据液面的高低进行控制。(7）在污泥脱水系统中，离心式脱水机的启动采用顺序控制方式，依次启动其设备。2.3.2污水处理系统主电路设计图2-2为工业污水处理系统的主电路图的部分图。三台电机分别为潜水泵电机（M1）、清污机电机（M2）、转碟曝气机电机（M3）。接触器KM3、KM2、KM6分别控制M1、M2、M3的工频运行；接触器KM5、KM9分别控制M1、M3的变频运行；FR1、FR2、FR3分别为三台电机过载保护用的热继电器；QF1、主电路的空气开关；FU1为主电路的熔断器。选用的MM430变频器是用来控制电机M1、M3变频运行的。图2-2工业污水处理系统部分主电路图2.4PLC选型利用PLC作为控制器的工业污水处理系统主要涉及两个方面：一是信号输入；二是控制输出信号。2.4.1控制系统输入信号工业污水处理系统信号输入检测方面主要涉及四类信号的监测，主要包括：按钮的输入