电气自动化控制系统在城市污水处理中的应用

宋清艳

摘 要：针对城市中污水处理困难的问题，本文设计了基于PLC的城市污水处理方案，结合铜川市耀州区污水处理厂的自动化设备，以西门子S7-200PLC为控制器，系统介绍污水处理自动化过程，对某些典型工艺流程加以介绍。为污水处理PLC控制提供借鉴。

关键词：污水处理；自动化控制系统；PLC

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）16-0015-01

1 概述

随着人民生活的日益提高，生活用水也越来越多，排放的污水也越来越多，为了提高生活质量，将污水及时处理变得日益重要。我国的污水处理厂分为三类，大型处理厂，即日处理量大于100000立方米；中型处理厂，即日处理量在10000到100000立方米之间；小型处理厂，即日处理量小于10000立方米。现在大型处理厂越来越少，小型处理厂越来越多，如果将小型处理厂的技术难题解决，将极大的改善我国污水处理能力。发展自动化污水处理技术将有效的解决小型污水厂处理污水的难题[1-4]。

2 自动控制在实际应用中的举例

本文以为铜川市新耀污水处理厂为例，简要典型自动化控制系统在污水处理中的应用，针对尚需解决的问题，提出合理的解决方案。

2.1 自动控制系统的组成及功能

该厂采用的自动化控制系统由中央监管理计算机和PLC现场控制子站组成。它们通过工业以太网的网络交换机相连，实现数据信息共享与交换。在监控中心有全套监控设备，打印存储数据设备，调度管理设备以及其他辅助设备。

系统组成为：监控管理计算机系统、2PLC现场控制子站、主要工段的控制要求、粗细格栅及进水泵池、计量井、曝气沉砂池、生化处理系统、沉淀池、储泥池、接触池、接触池中设置pH计、全自动采样器、污水分析仪、实时监控仪和水质分析仪。

监控管理计算机系統为：两台监控管理计算机，两台监控管理计算机可分担不同功能，故障时可互为备用，计算机配合有彩色显示器、打印机、键盘等。

PLC现场控制子站设置三个现场控制站和一个中央控制室。中央控制站位于综合楼中心控制室，并通过通讯总线实现数据传送。整个污水处理厂设三套PLC，分别位于变配电站、脱水机房、回用水滤站。负责各自辖区模拟量、开关量的数据采集和运行控制。PLC现场子站选用可编程控制器，PLC为模块化结构。并且PLC子站与相应的MCC置于同一地点，同时对于设备较集中又远离子站的现场设置远程I/O由通讯电缆连接[5]。

2.2 污水处理解决方案

采样西门子200对主要参数进行控制，在线监测，根据控制的结果实时调节各个控制量，以达到最佳的控制效果。具体控制原理如图1所示。首先PLC通过AD模块将各种参数采集到PLC中，结合事先设定好的软件，对输入数据处理，根据处理的结果输出去控制调节阀。经过这样精确的控制能够非常有效的解决污水处理的难题。

3 城市污水处理WinCC组态画面的设计

在设计各个画面之前，需要对其进行布局，制订相应的计划。越复杂的组态过程，越需要详细地计划。具体设计步骤为：

3.1 激活运行系统

在图形编辑器中，单击“文件”菜单下的“激活运行系统”或者单击“工具栏”的按钮，就可以激活运行系统。

3.2 退出WinCC运行系统

当整个画面的运行成功或者需要立即退出运行系统，就可以创建一个关闭运行系统的动作。

3.3 组态对象的属性设计方法

（1）I/O域对象的组态属性设置，用于现场数据的显示和模拟量调试的输入。在打开的一个图形画面的对象选项板上，选择右边窗口智能对象中的“输入/输出域”将其拖进画面中。

（2）组态按钮的属性设置，在图形编辑器的对象选项板中，找到窗口对象，选择圆形按钮，将其拖入画面中，放置在合适的位置，再进行属性设置。

（3）组态阀门的属性设置，进行对象属性的设置。当阀门开启时，颜色就会变为绿色；关闭时，颜色就会显示为黄色。

（4）组态一个棒图的属性设置，

在石灰浆制备画面中，为了更好的显示出石灰仓中的重量，选择智能对象中的棒图对仓内的石灰重量进行标识。

（5）报警记录设置，在报警记录中组态消息，在图形编辑器中插入报警控件，并组态控件的属性，在项目的计算机属性的启动列表中选择“报警记录运行系统”选项。

3 结语

该计算机测控管理系统实现了污水处理厂的自动化运行，不仅减轻了工人力，而且提高了污水处理效率，并实现了污水处理厂生产管理的科学性。运行平稳，不仅改善了人民的生活环境，并且为铜川市的可持续发展发挥了积极的作用，取得了社会和经济双重效益。

参考文献

[1]张爱勇，肖羽堂，吕晓龙，等.光催化膜反应器在污废水处理中的应用研究进展[J].现代化工，2006，26（10）：25-30.

[2]梁祝，倪晋仁.农村生活污水处理技术与政策选择[J].中国地质大学学报（社会科学版），2007，7（3）：18-22.

[3]杜树新.污水生化处理过程建模与控制[J].控制理论与应用，2002，19（5）：660-666.

[4]李树伟.有关污水处理场微机自动调控的一些看法[J].石油化工环境保护，1994（1）：55-57.

[5]牛学义.济宁污水处理厂控制系统的特点[J].给水排水，2000，26（6）：75-78.endprint