PLC在污水泵站自動控制系統中的應用

陳仁浩 段彥兵 王韜

摘要：我國鋼鐵企業普遍提升了對水的科學管理水平，積極采用各項節水先進技術、裝備，達到了用水和節水工作的歷史最好水平（部分指標達到國際先進水平）;在鋼鐵產量不斷增長的情況下，取新水總量和噸鋼耗新水均得到下降，廢水主要污染物排放量也得到下降。水處理作業區作為鋼鐵生產、生活用水的主要處理單元，擔負著鋼鐵廠供水的主要任務，傳統污水處理僅有單級的常規控制、自動化監控程度較低，在管理水平上，大部分污水泵站的管理記錄和統計都是手工操作，泵站控制和管理沒有形成區域化的網絡，隨著智能工業的飛速發展，對水處理運行和管理提出了更高的要求，目前泵站正朝著無人化泵站監控管理的方向發展，以達到減員增效和提高管理水平的目的?；赑LC的污水處理自動控制系統為上述目標的實現提供了契機。

關鍵詞：污水泵站;PLC;自動控制系統

一、PLC水處理自動控制系統概述

1.1水處理工藝系統

水處理系統主要分4套：系統名稱和主要流程為：（1）新水系統：河水、高密處理、微濾、儲水池、綜合泵房、生產用水管網。（2）廢水處理系統：廠區生活生產廢水、生活生產廢水分配井、生產（生活）調節池、高密處理、微濾、回用水池、超濾、除鹽（煉鋼）、濃鹽（煉鐵高爐）。（3）廠區雨水處理：雨水格柵井、雨水收集池、生活生產廢水分配井。（4）市政系統：市政管網、生活水池、生活水管網。

1.2實時管理功能

PLC污水處理自動控制系統，能夠對管線工藝資料及處理的數據等進行分析、歸類，并存儲在數據庫方便管理使用。

（1）管線狀態參數的顯示;如污水處理廠線路走向、全線設備構成及全線工藝流程等圖表、數據。（2）操作過程實時記錄;對污水處理過程中涉及的各項操作按著時間順序進行實時記錄，并存入到數據庫中，必要時可以進行打印;做到污水處理全程操作有據可查、確保工作人員安全規范操作。（3）借賬號、密碼設置操作別;PLC污水處理自動控制系統中的所有操作都設置了保密級別，分別為操作員和系統維護員兩個級別;操作與維護相分離，使用各自帳號、密碼登錄，不同級別帳號、密碼可以完成的操作不同，系統全程記錄進入人員的操作信息;這樣做的目的之一是防止無關人員進入，特別是防止非法人員進入系統、破壞系統。

1.3硬件框架

自動化特有的硬件體系，應能確認初始的框架型號、必備框架數目，同時存留必備的體系余量，以此便利拓展。估測出最適宜的存儲區段，篩選適宜CPU、配套電源模塊。具體而言，中央處理模塊緊密銜接著適宜的輸入點數、對應著的輸出點數，它依托著以太網來串聯彼此。模擬量關聯的輸入模塊會銜接著設定好的多重通道，它帶有差分輸入這樣的特性。模擬得到某一精準的開關量，有序管控體系內的設備總數目、各時段輸出信號?？蚣苤械某商纂娫磶в羞m宜的數目，采納了槽框架、雙重配套模塊。篩選出來的顯示屏適宜采納CRT特有的彩色屏幕。電網成套監控配有某一電力儀表，它能隨時辨識電力體系以內的多重參數，例如某一時段的相電壓、線路內的相電流、對應功率因數。污水泵站銜接著的進線帶有雙路的特性，它配有雙重的這類儀表。把儀表布設在進線柜內。搜集某時段的裝置信號，經由模擬量特有的端點銜接在控制配件上。

1.4軟件構成

新水處理自動控制系統軟件主要位于PLC上，PLC控制器使用Step7軟件進行組態編用，具備在PC機上對PLC控制系統進行系統配置、程序編譯、控制和在線命令等功能。使用Wincc作為上位機對畫面進行編輯與監控，Step7、Wincc軟件是一套公認的功能比較強大的工業控制軟件，由于其良好的開發運行環境和強大的PLC接口及通信協議，支持實時的網絡數據和高效完整的監控語言及函數集，廣泛的應用于污水處理過程數據采集、實時監測和控制。

1.5連鎖保護與報表生成

PLC污水處理自動控制系統中的連鎖保護功能，主要是為了防止某臺泵發生故障導致液體外溢、抽干水池及損壞等事故發生而設計;連鎖保護功能啟動情況下，某控制環節中一旦某臺泵或相應控制回路出現故障，該環節的所有泵及電磁閥會立即停止工作，待該故障被完全排除進行“故障復位”按鈕確認后，相關泵、電磁閥才會恢復正常工作狀態。報表自動生成則是該系統的一項基本功能，主要配合重要操作數據、故障處理等的打印查看、備案及供工作人員參考。

PLC控制

系統采用了三層的控制結構：底層為傳感器層、中間為現場控制層、最上為上位機層。傳感器層主要包括液位傳感器和軟啟動器、中間層包括以太網通訊模塊、上層為兩臺工業計算機。傳感器執行器層進行現場信號的測量和中間層指令的執行。中間層負責進行起停泵控制邏輯的運算以及與上位機的通訊。上位機層中的一臺計算機負責主要設備工作狀態、數據的顯示、向控制器層下發指令，另外一臺負責攝像頭監控畫面的顯示。

為了改變現有的裝置復雜的接線和啟動方式，采用軟啟動器、變頻器替代原有的自耦變壓器，軟啟動器帶有MODBUS通訊接口，可以采集水泵的運行參數。為了在中控室遠程監控現場的設備，采用了以太網通訊擴展模塊將現場控制層讀回的數據傳輸至中控室上位機了精確測量水池的水位，采用了投入式液位變送器，經現場儀表顯示之后，將4-20mA標準電流信號原樣送入PLC。

保持供水穩定性，向用戶供水時是采用PLC的PID恒壓供水功能，而在水處理環境中，集水池所面臨的控制問題是采用液位區間調節，為了能夠將集水池的處理質量提升上來，需要對減泵和加泵予以執行，這時污水泵在集水池水位的基礎上，將控制信號傳輸到PLC中，PLC對信號進行分析之后，向有關的控制中心傳輸，在PLC的幫助下，對無障礙的污水泵進行選擇，向開啟狀態迅速轉變。

1.7處理格柵裝置

污水泵體之中，還布設了某規格的除污機。它可以查驗各時點的工作情形，有序予以監控。除污機辨識出來的多重信號都緊密關聯著指示燈的明滅。這種指示狀態辨識了精準故障點，設定正確報警。若除污機配有遠程架構下的系列控制，那么泵體被啟動以前，應能排掉污水;若采納了自然態勢下的水位差測定，那么依照測定出來的這種差值，自動予以操作。排掉廢水以前即可報警，接著運行裝置。

現有的污水泵站，包含智能化這一總傾向。帶有智能特性的泵站控制緊密關聯著測控體系、常規管理體系。污水泵站采納的新穎控制，變更了慣用的流程及思路，設定自動模式。對PLC進行利用之后，能夠將自動控制條件為污水泵站提供出來，進而將自動化的發展趨勢彰顯出來。在污水泵站中對PLC進行了使用，主要是將控制系統自動化的運行水平提升上來，能夠同污水處理的具體情況結合起來，將自動化處理方式提供出來，將污水處理的可靠性提升上來。因此，對于PLC技術在污水泵站自動控制系統中的重要性必須要高度的重視起來。

二、結束語

在環保事業日益重視的今天，排水管理部門需要前瞻性站位，創新思維，加大投入。在建設、運營污水泵站時，必須要積極提高其自動化控制水平，保證PLC技術可以落到實處，確保污水泵站的重要環節實現自動化控制。只有這樣才能提高污水處理效率，及時發現問題所在，使污水泵站的功能更加完善，改善環境，促進實現好又快發展。

陳仁浩，男，出生日：1995年6月1日，漢族，安徽省金寨縣，本科，研究方向：電氣自動化方向

段彥兵，男，出生日：1978年1月8日，漢族，河北省涉縣，本科，研究方向：電氣自動化方向

王韜，男，出生日：2002年7月14日，漢族，安徽省裕安區，本科，研究方向：電氣自動化方向

參考文獻：

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[2]韓昌儒.PLC在污水泵站自動控制系統中的應用探討[J].建材與裝飾，2019（23）：310-311.

[3]林學明.PLC自動控制系統在污水處理中的應用[J].南方農機，2019，50（10）：186.