基于PLC的污水处理系统的文献综述

基于PLC小型污水处理系统设计文献综述
何志香
（常熟理工学院，电气工程及其自动化）
1 引言
随着我国经济的快速发展，环境污染已成为我们不得不面对的问题，在国家提出“两型社会”的背景下，环境治理特别是污水处理更是我们的重中之重。

尤其是我国水资源的短缺和污染现象严重，国家对水环境保护意识不断增强，对污水处理过程自动化程度要求不断提高，利用先进的控制技术和设备对污水处理过程进行监控是满足上述要求的最有效手段。

如何有效地进行水资源的循环利用成为社会的一个重要问题。

这样，污水处理系统就显得尤为重要。

本次所做的项目的主要思想是将PLC做为一个控制单元，操作人员通过远程的计算机控制界面来对现场进行实时监控和实时污水处理操作。

这里的计算机界面是通过组态王软件制作。

2 工艺
不同的污水处理对象，不同的污水处理环境，将需要有不同的污水处理工艺来处理。

因此，在选择污水处理工艺的时候，必须要认真考虑当地污水的情况，以及实际的污水处理的环境。

2.1 污水处理工艺简介
目前，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。

本课题研究的方向是对于小型单位的污水处理，比如小型工厂、学校等。

而由于这些地方污水中有大量的有机物，这种污水成为生化污水，那么通过利用微生物的吸附、氧化和凤姐作用来降解污水中有机物的含量成为可以沉淀的污泥，从而是净化水质达到规定的排放标准。

2.2.2选择工艺流程
（1）污水进行粗略格栅
（2）进行小颗粒的格栅
（3）生物处理
（4）二次沉淀
（5）污泥处理
3 设计思路
3.1 控制硬件设计
污水处理站环境恶劣，操作和维护人员应在中控室完成对整个污水站监控，并根据现场状态及时维护。

污水站控制系统由PLC、变频器、压力传感器及上位机组成。

本系统的控制核心为三菱FX2N系列PLC，硬件主要由电源、CPU、数字量输入输出、模拟量输入、通信单元等模块组成。

控制系统主要完成数字、模拟信号采集，逻辑分析和控制，数字、模拟信号输出，数据通信控制等功能。

变频器根据管网压力结合自带PID 功能对电机进行调速，保持管网压力恒定。

控制系统及污水处理状态采集到PLC 中，通过组态王在工业计算机实时显示。

3.2 组态王控制
构造适应自己需要的数据采集系统。

在本系统中，各工艺单元主要靠本地的PLC进行控制，这样即使在中央控制失效的时候系统也能自主运行。

通过组态王采集现场的数据，可以将现场各设备的状态显示在工控机的屏幕上供值班人员监控，并将数据存储用于分析。

当现场的某一部分出现故障的时候，系统会立即报警，并根据现场的状况采取相应的控制，也可由工作人员在中控室紧急处理。

3.2.1组态王于PLC的数据传输
组态王提供了与多种PLC的通讯驱动程序，在本系统中组态王与PLC的通讯是通过串口进行的。

在现场模拟的情况下对于通讯的串口并没有实际生产来的复杂。

这里只需要在组态王界面下建立相应的于PLC连接的变量即可。

而对于实际生产过程中则要考虑到综合因素去选择相应的通讯地址和端口。

在这里，系统可通过PLC实现对现场设备的监控。

正常生产时，PLC自动控制各设备，并把状态信号送到中控室，中控室可实时显示状态参数，除改变某些预先设定值之外，一般不干预PLC的动作。

3.3.2 组态王对现场设备控制
利用组态王提供的向智能模块写数据的功能，系统向需要控制的节点发出控制数据，通过节点上自行开发的智能模块将收到的数据转换成现场控制需要的开关量和模拟量对现场的设备进行控制。

组态王采用轮流扫描的形式访问各现场设备，并且提供了通讯状态，在某节点通讯超时的情况下会自动断开与该节点的连接，保证了系统的正常运行。

利用组态王强大的通讯功能，方便的实现了对现场设备的显示和控制。

本系统设计的生活污水处理项目，由于采用了PLC控制和组态监控大大降低了操作人员的劳动强度，改善了操作人员的工作环境，设备具有调试简单、操作方便的特点。

如果能投入到小区中实际使用，该系统可以体现出较好的实用性和经济性。

3.3 PLC控制
3.3.1 PLC实现功能
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。