基于CC—Link的污水处理电气控制系统设计与调试

罗坤明

【摘 要】污水处理一般包含预处理、生物处理、深度处理等三级处理。本文利用亚龙YL158GA1模拟污水处理系统，根据污水处理的工艺流程，由三台PLC模拟控制污水处理过程，重点解决了以QJ61BT11N作为主站模块、以FX2N-32CCL作为从站模块的CC-Link通讯问题。

【关键词】污水处理；PLC；CC-Link

0 前言

污水处理一般包含以下三级处理：一级是预处理，包括格栅、沉砂池、初沉池等构筑物，以去除粗大颗粒和悬浮物为目的，通过物理法实现固液分离，将污染物从污水中分离。二级是生物处理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解转化为污泥，以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物为主要目的，一般采用活性污泥法。三级是深度处理，将经过二级处理的水进行脱氮、脱磷处理，用活性炭或反渗透法等去除水中的剩余污染物，并用臭氧或氯消毒。三级处理是独立的控制系统，三个系统之间通过通信连接。

根据污水处理的工艺流程，由三台PLC模拟控制污水处理，通过CC-Link现场总线实现三台PLC通信，可将污水处理各个单元的数据传输到主站进行管理。上位机将操作指令通过主站Q00U PLC传送给FX3U PLC执行单元，远程设备站执行单元又可以将设备的工作状态信息通过从站FX3U PLC传送给上位机，触摸屏将工作状态信息显示出来供操作人员监控。

1 系统方案设计

采用亚龙YL158GA1模拟实现污水处理的流程，重点实现Q00U和两台FX PLC的CC-Link通信，如图1所示。具体工作流程如下：Q00U PLC作为主站，负责信息的采集，以及负责一级预处理的控制；FX3U-32MR作为从站1，负责二级生物处理。FX3U-32MT作为从站2，主要负责三级深度处理；HMI模拟传感器信号输入并显示PLC输出。一级预处理的输入信号为污泥浓度，输出为污泥处理；二级生物处理的输入信号为污水情况，输出为加药控制；三级深度处理输入信号为氮磷浓度，输出为活性炭、加氯控制。

2 电气设计与安装

根据模拟工作流程，各站I/O地址分配如表1所示。

利用YL158GA1模拟污水处理系统，使用MCGS触摸屏的按钮和指示灯模拟各级处理的动作，重点解决CC-Link通讯问题。采用QJ61BT11N作为Q00U的主站模块，采用FX2N-32CCL作为CC-Link的远程设备站，其中连接FX3U-MR的是从站1，连接FX3U-MT的是从站2。具体接法如图2所示。

3 软件组态设计

3.1 触摸屏组态设计

触摸屏的主要功能是模拟污水处理的各级输入、输出，PLC与触摸屏关联变量见表2。

人机界面有启动按钮、停止按钮、急停按钮、模拟浑浊度、模拟水质、模拟氮磷浓度，以及污泥泵、加药泵、加氯泵指示灯，触摸屏界面如图3所示。

3.2 PLC程序设计

以主站、从站1的程序为例，主站、从站1程序如图4，图5。

4 调试

通电前调试。按照接线图核对接线端子连接是否正确，线路间绝缘是否良好，有无漏接、错接，端子是否拧紧；检查三台PLC电源接入端是否存在短路，检查CC-Link通信线缆，检查PLC输入和输出电源回路。

通电后调试。三台PLC程序分别下载，同时运行；在主站触摸屏输入模拟浑浊度、模拟水质、模拟氮磷浓度信号，观察触摸屏上的污泥泵、加药泵、加氯泵指示灯；观察主站污泥处理Y0、从站1加药控制Y0、从站2加氯控制Y0。验证CC-Link是否正常通信。

5 小结

本文利用亚龙YL158GA1实训系统模拟污水处理系统，使用MCGS触摸屏的按钮和指示灯模拟各级处理的动作，重点解决了以QJ61BT11N作为主站模块，以FX2N-32CCL作为从站模块的CC-Link通讯问题。

【参考文献】

[1]汤晓华，等.电气控制系统安装与调试项目教程[M].高等教育出版社，2016.

[2]张凌云.城镇污水处理厂污水处理问题分析与提标改造工艺探讨[J].环境与发展，2015（6）.

[3]谢畅.浅谈电气设备控制系统的安装及调试[J].机电信息，2011（24）.

[责任编辑：王伟平]