摘 要:讨论了污水处理工艺中的PLC软件系统的组成、特点和应用，并给出了应用实例。
关键词:污水处理PLC系统环境保护
中图分类号:X52文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)06(c)-0117-01
PLC控制系统是近20年来迅速发展起来的新一代工业控制系统,它是在原有的继电器逻辑控制系统的基础上逐步发展起来的,具有很强的逻辑控制功能。因为其具有很强的适应性,所以成为当今的一种主要控制技术。
近几年我国的经济迅猛发展,而由此造成的环境问题也日益严重,因此保护环境,尤其是污水的处理问题成为我们不得不面对的问题。因为水资源短缺,以及严重的污染,使得越来越多的国家开始关注水环境的保护,如何有效地使水资源能够循环使用成为一个重要的话题,因此污水处理系统的关键地位也日益凸显。
1 传统污水处理工艺的介绍
针对生活污水中含氮、磷较多的特点,采用A2/O处理工艺,A2/O处理工艺是一种传统活性污泥工艺,即脱氮除磷工艺。A2/O处理工艺的原理为:首先将废水和二沉池回流的含磷污泥混合,聚磷菌在厌氧条件下将过量吸收的磷释放,同时将有机氮氧化,除去少部分BOD;其次是好氧段回流污泥中含有大量的NO-N反硝化细菌在缺氧条件下将NO-N还原,产生的N释放到空气中,达到脱氮目的;最后通过曝气装置充氧,聚磷菌将水中磷过量吸收,进入污泥达到固定磷的作用,通过二沉池排泥达到除磷效果,同时硝化细菌在好氧条件下被活性污泥进行吸附、氧化、分解,从而将水中的有机底物浓度大幅度降低。
2 PLC污水处理系统简介
PLC软件是由系统软件和应用软件组成的。系统软件由PLC厂家来编写,而应用软件则由客户进行编写。编程方式包括指令编程、梯形图编程等不同的方式。因为SFC在编程方面具有编写方便而且编写程序易于理解等优点,所以成为软件编写描述时所采用的主要方式,然后再编写出指令语言。PLC控制系统的目的是对工厂的污水进行综合处理,保证处理后的污水能够符合污水综合排放标准的要求。整个废水处理系统分为,污水贮池、压滤机控制系统等,其控制功能说明具体如下。
(1)废水贮池控制系统首先将各路污水聚集到污水贮池,池内设有水位计量表来实现对水位的控制,当水位达到预先设定高度的最大值时,PLC系统起动输液泵把污水抽到化学处理池,如果污水贮池水位达到设定高度的最低值时,PLC系统将暂停输液泵。
(2)化学处理池控制系统污水通过污水贮水池的流量计量表进入化学处理池,这时化学处理池内的pH值计量表将测得的污水的pH值输送给PLC系统,当pH值小于6时,由PLC控制计量加药泵加入碱,使水体的pH值升高,倘若pH值超过7的话,加药泵将停止加碱;该控制采用PID控制算法。
(3)生物处理池控制系统生物处理池控制系统的工作原理是在对污水处理的工程中,溶氧仪连续测定污水中的溶氧量输送给PLC系统,如果测得的溶氧量的值低于一定数值时,PLC系统将开大压缩空气进气调节阀来增大水中的溶氧量;倘若量值过高,PLC系统将开小压缩空气进气调节阀,降低水中的溶氧量。
(4)过滤机控制系统经过生化沉淀系统的处理后,PLC系统会将污水通过输液泵抽到微孔过滤器,过滤时污泥在微孔管上的沉积会增加,当污泥的沉积量达到一定的厚度时,PLC系统将停止过滤机继续工作,同时操控刮泥机开始工作。
(4)压滤机控制系统PLC系统控制抽泥泵将化学处理池底部的沉泥抽往浓缩池,浓缩池内设有污泥计量器,在池内污泥达到一定厚度时,将停止抽泥;如果压滤机把泥面下降到一定高度,压滤机将停止工作。
为了提高处理效率,减轻工人的劳动强度,保证设备正常运行,PLC控制系统具有生产过程自动控制、时实监控、时实管理、时实在线监视、故障显示报警、联锁保护、自动生成报表等基本功能
3 PLC污水处理系统的实例
某市在2006年年底投资建设了一座污水处理厂,主要用来处理该市的生活污水和主要用来处理该市的生活污水和部分工业生产中所产生的污水。处理规模达到2万m3/d,总投资将近五千万元。该控制系统主要包括现场手动系统和自动控制系统两个部分。手动控制系统完全是基于常规的电气控制系统实现的。其控制系统硬件设计是根据系统设计要求及现场开关分布量的情况完成的。而自动控制系统需要有两台西门子S7-300PLC完成对整个污水处理系统的控制,用一台S7-300PLC设置在控制柜I内,在控制柜II内设置远程IO这样不仅可以减少硬件投入成本,而且可以解决两个PLC之间通信的问题。中央控制室上位机通过以太网来对现场相关信息进行收集并同时显示操作人员通过上位机监控的界面和安装在电器柜上的触摸屏来查看这个污水处理系统的运行进展和设备的状态,输入系统自动运行的相关数据,从而实现对系统中的设备的远程手动启动与停止的操控。
该系统可记录各自的操作行为,即实发事件和报警信息,并能够查询阀门的开启关闭情况,流量温度和压力等参数的数值。对于所有画面,只有当鼠标移动到出现双线框的对象(如泵和电磁阀等)时才能够操作。所有操作画面均有中文和英文显示。全部操作均由鼠标完成,使用简单、方便、快捷。
4 结语
实践证明,基于PLC控制系统的污水处理系统已经成为当今污水处理工作的首选系统。它有效的解决了传统的药剂调节存在的不足,并进一步完善了控制对象。随着PLC控制系统的广泛应用,它必将提高人们的生产、生活环境,而且还可以提高企业的生产效益。
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