PLC在工业污水处理控制系统的设计上篇

水和人的日常生活密切相关，特别在现代社会日常生活及生产制造中大家对水的需求愈来愈多。但是，水源是有限的。据相关报道了解在我国人均拥有淡水量为2500吨，为全世界均值的1/4，在全世界149个我国（与统计我国中），每人平均每人平均淡水资源位列110位，属于淡水水资源短缺的我国。并且中国水资源时空遍布极不均衡，全国各地五百很多个城市地区少水，其中很多个情况严重少水，中国北方地区少水情况特别情况严重，每人平均拥有淡水量仅有240吨。令人担忧的是淡水总量日益减少，使用水成本连续不断升高，淡水的浪费十分情况严重。每人平均中国北方地区水源的超采，己形成漏斗地势、水位下降、河湖干枯、河水断流、绿色生态受到破坏。淡水资源的紧缺己经变成现在迫切需要解决的问题。

一、工业生产污水处理的我国现况

每人平均工业生产污水处理技术从“七五”我国科技创新项目開始进一步开展科学研究。“七五”和“八五”科技创新项目在氧化塘、土地处理和复合生态系统等自然处理技术水平层面的开展较多，以这种技术成果为设计根据，创建了一些氧化塘、土地处理等污水示范性工程项目。在人工处理技术层面，“八五”对满负荷活性污泥、满负荷生物膜、一体化氧化沟技术开展了深入研究。研究成果己被使用于大批量工业生产污水处理设备厂。污水厂污泥处置问题在“九五”科技创新项目中受到重视，并配套开发成套的污泥处理。经过“七五”、“八五”和“九五”期间的努力，每人平均在工业生产污水处理技术层面取得了较大的成就。

现阶段在水污染治理技术上，每人平均已能提供下列工艺技术传统活性污泥法技术、各种新型活性污泥工艺如：SBR法和氧化沟技术等、酸化水解好氧技术水平和各种类型的稳定塘技术等，这种污水治理技术现已在水资源污染、持续改善水体环境层面起到了明显的作用，意味着每人平均工业生产污水处理工作成长到了一个全新的阶段。现阶段，每人平均工业生产污水处理的工作重点现已从工艺技术的开展转移到具体的工程项目的实行。

1、设计的具体内容

主要是设计内容是工业生产工业生产污水处理工艺及工业生产污水处理控制系统的组成和PLC控制系统设计,主要是由下面这些内容组成：

1）详细介绍了工业生产污水处理的基础内容，包括工业生产污水处理的成长现况以及工业生产污水处理的工艺流程；

2）详细介绍了PLC的基础构造和基本工作原理，并对工业生产污水处理控制系统开展设计分析；

3）深入分析设计工业生产污水处理的硬件系统；

4）深入分析设计工业生产污水处理的软件系统；

5）工业生产污水处理控制系统的调试与运行；

2、工业生产污水处理控制系统整体详细介绍；

1）工业生产污水处理控制系统基本要素；

城市污水、生活污水、生产制造污水或利用制造业企业部分处理后的生产制造污水，通常都排至排水系统。这种污水除内含碳水化合物、蛋白质、氨基酸、动植物脂肪、尿素、氨、肥皂和合成洗涤剂等物质外，还内含细菌、病毒等使人能致病的微生物菌种。经处理后的污水，最终出路有3种：①排放水体；②灌溉田地；③多次重复使用。

污水污染物质可依据化学性质和物理形态进行不一样的分类。按化学性质，污水中的污染物质可分为无机性物质和有机性物质，其化学元素以炭、氮、磷为主导。按物理形态，污水中的污染物质可分为固体悬浮物即呈颗粒状的污染物质、胶体污染物质和溶解性污染物质。

2）常见的工业生产污水处理工艺

不一样的工业生产污水处理对象，不一样的工业生产污水处理环境，将必须有不一样的工业生产污水处理工艺来处理。因而，在选用工业生产污水处理工艺的过程中必必须仔细充分考虑当地污水的状况，及其具体的工业生产污水处理的环境。

工业生产污水处理的方式 主要有物理、化学、物理化学，及其生物等多种。这种方式 依据具体情况，还可以单一选用，还可以针对不一样的污水混合选用。现阶段，工业生产污水处理的方式 通常以生物处理法为主导，辅以物理处理法和化学处理法。常见的工业生产污水处理工艺有下列几种。如图所示：

a、传统活性污泥法。

b、a2/O法。

c、SBR法。

3、工业污水处理控制系统方式

初期的自动控制系统多选用继电器——接触器自动控制系统，但伴随着电子信息技术的迅猛发展，控制需求的不断提升，此类控制措施已无法达到现代工业污水处理系统的控制需求，因而已慢慢惨遭淘汰，取代它的的是DCS、现场总线控制、PLC等控制方式。

1）DCS系统。DCS是集散自动控制系统的简称，又称作分布式计算机自动控制系统，是由计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、通信网络技术等互相渗透形成的。由计算机和现场终端构成，利用网络将现场控制站、检测站和操作站、控制站等相互连接，实现分散控制和集中操作、管理的功能，主要是用以各种生产制造过程，可提升生产制造智能化水平和管理水平，其主要特点如下：选用分级分布式控制，减少了系统的信息传输量，使系统应用程序比较简单。实现了真正的分散控制，使系统的危险性分散，可靠性提升。扩展能力较强。软硬件资源丰富，可适应各种需求。实时性好，响应快。

2）现场总线自动控制系统。现场总线自动控制系统是由DCS和pLc发展壮大过来的，是根据现场总线的自动自动控制系统。该系统依照公开、规范的通信协议在自动化设备两者之间，以及自动化设备与计算机两者之间开展传输数据和交换，进而实现控制与管理一体化的自动自动控制系统，其优势：能够 利用计算机丰富的软件、硬件资源。回应快，实用性好。通信协议公开化，不一样产品可相互连接。

3）PLC控制系统。pLc是可编程逻辑控制器的简称，用它做为处理系统的控制器，实现自动控制系统的作用标准，也可利用计算机做为其上位机，根据网络连接pLc，对生产制造过程开展实时监控，其特性如下所示：程序编写方便快捷，开发设计周期时间短，维护保养很容易。实用性强，方便使用。控制作用强。模块化结构，扩展能力强。

4、工业污水处理控制系统的作用标准

工业污水处理控制系统的关键作用是实现对城市污水的净化的作用，将城市中排除的污水根据该系统处理后，輸出符合国家行业标准的水质。长期以来，工业污水处理技术虽说历经了快速发展壮大，但仍落后于城市的发展的需要，工业污水处理率低、设备运转率低等很大程度地影响到了城市的发展。为实现工业污水处理技术的简易、高效、低能耗的功能，而且实现自动化的控制全过程，选用pLc做为核心控制器是个比较好的方案。

pLc做为工业污水处理系统的自动控制系统促使设计过程变得更为简易，可实现的基本功能变得更多。与各类人机界面的通信可实现PLC控制系统的监视，另外使客户可根据操作界面基本功能控制PLC系统。因为pLc的CPU强大的网络通信能力，促使工业污水处理系统的传输数据与通信变得可能，而且也可实现其远程监控。

运用pLc做为控制器的工业污水处理系统关键涉及到2个方面：一个是信号输入；二是控制輸出信号。

5、信号输入

工业污水处理控制系统信号输入检测方面主要是涉及到4类信号的监测，主要是包含：按钮的输入检测、液位差的输入检测、液位高低的输入检测，以及曝气池中含氧量的输入检测。

1）按钮输入检测。大多数为人工方式控制的输入检测，主要是有自动按钮、手动按钮、格栅机启动按钮、清污机启动按钮、潜水泵启动按钮、潜水搅拌机启动按钮、污泥回流泵按钮、曝气机工频、变频按钮，以及变频加速减速按钮等。

2）液位差输入检测。检测粗细格栅两侧液位差，用来控制清污机的启动与停止。

3）液位高低输入检测。检测进水泵房和污泥回流泵房中液位的高低，用来控制潜水泵或污泥回流泵的启动和停止，以及投入运行的潜水泵的数量。

4）含氧量输入检测。以上三种都为数字量输入，该输入为模拟量输入。曝气过程是工业污水处理系统中最重要的环节，为了保证微生物所需要的氧气，必须检测污水中的含氧量，并通过曝气机增加或减少其含氧量。通过将溶解氧仪设置在适当位置上，将检测值反馈到PLC中，通过运算输出控制曝气机的转速信号。当溶解氧值偏低时，降低了微生物分解的效果，延长了处理时间，严重时甚至导致处理失效，因此需要增加曝气机转速以增加供氧量；当溶解氧值偏高时，导致微生物过氧化，降低了其活性，也不利于处理，因此减小曝气机转速以减少供氧量，最终使污水中的溶解氧保持在一定的范围内。

6、控制输出信号

信号输出部分主要是包含两个方面：一个是数字量输出，即各类设备的接触器；另外一个是模拟量输出，用来控制曝气机变频器。

1）数字量输出。控制各类设备的启动和停止，包含：格栅机启停、清污机启停、潜水泵启停、潜水搅拌器启停、污泥回流泵等设备。

2）模拟量输出通过PLC中PID运算后的数据，通过其功能模块输出控制信号，该控制信号输入到变频器的控制端子上，改变变频器的输出频率，从而控制曝气机的转速，最后达到控制污水中含氧量的要求。

7、硬件系统配置

氧化沟是工业污水处理系统中的重要环节，其构造的有所不同产生了有所不同的氧化方法例如，奥贝尔、卡鲁赛尔和一体化氧化沟法，对于有所不同的构造，其配套的设备也有较大的有所不同，所以其构造比较复杂，有所不同的构造对应有所不同的控制系统，因此需要根据有所不同的结构特点设计相应的控制系统。

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