下载文档原格式
PLC在净水处理中的应用PLC/净水处理1 引言当前可编程序控制器(PLC)已经成为自动控制系统中最为广泛的控制设备,它不仅实现复杂的逻辑控制,还能完成各种顺序控制或定时控制的闭环控制功能,并且抗干扰能力强、可靠性高、稳定性好、能在恶劣环境下长时间、不间断的运行,且编程简单,维护方便,并配有各类通讯接口与模块处理,方便扩容[1]。
随着当今社会的发展,PLC在自来水供应系统中的应用越来越广泛,该控制系统能大大提高自动化水平,降低生产成本,提高供水质量。
因此PLC及其控制系统在净水厂的日常应用中就显得尤为重要。
本文以三亚西部供水工程净水厂为例,介绍下PLC在净水厂中的应用。
2 工艺简介三亚西部供水工程由四部分组成:源水管、净水厂、清配水管、红塘管理站、加压泵站。
在以三亚西部供水工程的净水厂为例,介绍其功能和控制方式。
净水厂选址于三亚市崖城镇,占地面积为66670平方米,建设规模为日处理量10×104米3,共有6格V型滤池,其中工艺处理流程如下:此净水厂的工艺是常规的“混凝-沉淀-过滤-消毒”流程,首先从泵房将水库的水打到混合井,然后经初滤,再加水沉淀剂聚合,沉淀后过滤得到清水,加氯气消毒,将水储入清水池备用,再经送水泵房的高压泵压出供水,流入千家万户。
沉淀污泥经排泥池在浓缩池浓缩后经污泥脱水后,泥饼外运。
3 系统结构三亚西部供水工程自控系统的系统结构由三层网络组成,包括管理级、控制级、现场级。
系统的三层网络分别为基于TCP/IP协议的高速以太网、工业以太网络、现场总线网。
4台操作站主机、4台生产管理计算机和2台打印机,向上接入全厂管理系统网络;工业以太网以光缆为通信介质,连接5个PLC现场控制站,配置有各自的电源,通讯模块,接口模块,每个站都配有一台UPS,加强了系统的可靠性。
为了提供报表、报警打印服务,配置两台打印机,实现各种报表以及实时报警和报警历史的打印功能。
两台操作站计算机相互在线冗余,向下通过光纤网络对各现场监控子站进行监视。
Xx院中水处理工程操作规程有限公司2014年4月中水处理工程操作规程一、工艺流程供气二、操作内容1运行前准备1.1检查管路系统是否通畅。
1.2检查电控系统电压、电流是否正常。
1.3检查水泵、风机、电机单机运行是否正常或油路是否正常。
1.4检查仪器、仪表是否完好。
2菌种的培养2.1A生化池的污水，自流到O生化池中，启动风机进行曝气。
2.2生化池的污水PH值一般在6.5~8.5之间，水温在15~25℃为宜。
2.3培养生物膜期间若有机物不足时应适当增加营养料如粪便、甲醇、污水处理厂的活性污泥、掏米水、白面等，投加量以混合原水BOD5150mg/l 左右为准。
2.4生物膜刚开始长的时候，O生化池会有泡沫冒出，当生物膜完全长成的时候泡沫便会消失。
2.5每天应观察生物膜的生长情况，若填料上长满一层棕黄色或棕褐色的粘膜，即已培养好生物膜。
这一过程大约需15-30天。
3正常运行把电控柜开在自动上，由调节池的浮球控制水位，当水位上升到上浮球时，这时污水泵，机械格栅，风机，回流泵同时启动，经过处理的水自流到中间水池，这时再打开过滤器的运行阀门，启动中间提升泵，整套设备开始运行，过滤完的水可流进清水池回用，也可直接排放。
3.1格栅的运行：清除污水中较大悬浮杂质后进入调节池。
自动控制状态：由PLC控制，每2小时运行10分钟，周期运行；手动控制状态：将控制状态部件搬到手动控制部位，然后视污水中悬浮杂质多少间断启停格栅机。
3.2调节池提升泵的运行：调节池提升泵受调节池液位控制，高液位时泵启动，低液位时泵停止。
提升泵在运行过程中有运行指示，发生故障时有故障指示。
3.3A生化池的运行：污水经泵进入A池，随时观察填料上生物膜（水解菌、酸化菌）代谢情况。
3.4O生化池的运行：A生化池污水自流到O生化池。
O生化池曝气系统的供气量用手控阀门进行调节，曝气量大小以池内水面明显翻花为准，连续供气。
同时经常观察生物膜（自养型好氧菌、硝化菌等）生长情况，膜呈浅褐色或灰褐色，若呈黑灰色应适当加大供气量，若呈灰白色应适当减少供气量。
绪论 (1)第1章基于PLC的污水处理控制系统的方案论证 (4)1.1基于PLC的污水处理系统的设计方案 (4)1.2基于PLC的污水处理系统的方案论证 (5)第2章系统的硬件组成及其电路设计 (8)2.1可编程控制器（PLC）的选择 (8)2.2PLC的选择 (8)2.3传感器的选择 (9)2.3.1 液位传感器的选择 (9)2.3.2 温度传感器的选择 (11)2.3.3 流量传感器的选择 (13)2.3.4 酸碱度传感器的选择 (14)2.3.5 溶解氧测定仪的选择 (16)2.3.6 变频器的选择 (17)2.4电机控制电路 (19)第3章基于PLC的污水处理控制系统的软件设计 (22)3.1部分系统流程图 (22)3.2上位机监控系统 (24)3.3基于PLC的污水处理控制系统流程图 (26)第4章PLC控制的程序设计 (27)4.1程序设计的原则 (27)4.2控制系统的I/O点及地址分配 (27)4.3PLC I/O接线图 (30)4.4PLC控制程序 (31)4.4.1 程序说明 (31)第5章监控程序的软件设计 (35)5.1组态软件简介 (35)5.1.1 组态软件的选择 (35)5.1.2 世纪星组态软件简介 (35)5.1.3 世纪星软件组成 (35)5.2组态画面的具体设计 (36)5.2.1 组态图形界面的设计 (36)5.2.2 组态的变量设计 (37)5.2.3 应用程序命令语言编辑 (38)结论 (40)参考文献 (41)致谢 (42)摘要水污染是我国城市面临的严重问题，它不仅危害人民的身体健康，更制约着我国经济的发展，破坏了生态平衡，并容易导致水荒的发生。
中国水资源人均占有量少，空间分布不平衡。
随着中国城市化、工业化的加速，水资源的需求缺口也日益增大。
因此，中水回用目前与自来水生产、供水、排水、处于同等重要地位。
针对现阶段我国污水处理厂的计算机管理和自动控制系统水平较低, 污水厂的正常运行率和出水合格率不高,利用PLC与流量计、PH计、温度计和液位计组成污水处理控制系统，通过以太网实现上位机监控，对生产和生活过程中产生的废水进行净化、中和以及生化氧化等处理, 使其最终达到“中水”的排放标准。
基于PLC控制的自动化污水处理系统1. 引言1.1 背景介绍污水处理是一项重要的环保工作，对于改善水质、保护环境具有重要意义。
传统的污水处理系统存在运行稳定性低、能耗高、操作复杂等问题，需要大量人力物力投入。
为了解决这些问题，基于PLC控制的自动化污水处理系统应运而生。
随着城市化进程加快，工业化生产不断增加，污水排放量激增，污水处理压力日益加大。
传统的污水处理系统往往需要大量人力进行监控和调节，运行稳定性较差，且操作复杂，容易出现故障。
急需一种高效、智能的污水处理系统来提高处理效率，减少运行成本，保护环境。
基于PLC控制的自动化污水处理系统，利用程序控制器PLC实现对整个污水处理过程的自动化控制，能够实时监测和调节处理参数，提高运行稳定性和效率，降低能耗，减少人力投入。
该系统的出现，为污水处理行业带来了革命性的变革，是未来环保领域的重要发展方向。
1.2 研究目的研究目的是通过基于PLC控制的自动化污水处理系统，实现对污水处理过程的智能化、自动化管理，提高处理效率和质量，减少人工干预，降低运行成本。
通过研究探讨系统的可靠性和稳定性，提高污水处理系统的操作性和可持续性，为环境保护和资源回收提供技术支持。
本研究旨在探索使用PLC控制技术在污水处理领域的应用前景，并为相关行业提供技术参考和支持。
通过深入研究和实践，将为污水处理行业带来可持续的发展和创新，推动行业的进步和提升，实现环境保护和可持续发展的目标。
1.3 研究意义污水处理对于环境保护和人类健康具有重要意义。
随着工业化和城市化的发展，污水处理成为了一个重要的问题。
传统的污水处理方法存在着效率低、设备老化、运行成本高等问题，因此需要不断进步和改进。
基于PLC控制的自动化污水处理系统具有监测精度高、运行稳定、节能环保等优势，可以更好地满足现代社会对水质要求的高标准。
研究基于PLC控制的自动化污水处理系统的意义在于提高污水处理的效率和质量，减少对环境的污染，保护水资源，保障人类健康。
2020年第10期80基于PLC 的水处理控制系统设计张煜杰，宋明哲，徐望宝辽宁科技大学电子与信息工程学院，辽宁 鞍山 114000摘要：在水处理自动控制系统中运用PLC 系统可以有效提高自动化控制水平，还能够进一步提高生产效率，从而降低水处理自动化控制系统的生产成本，广泛地运用于水处理行业。
因此，文章将简要地对PLC 与水处理工艺流程进行介绍，再浅析PLC 在水处理自动化控制系统中的应用，希望可以为行业革新带来新的思路。
关键词：水处理；自动控制系统；PLC 技术中图分类号：TP2730 引言在日常生活中，水是不可或缺的。
若是水质不符合标准会严重危害到人体健康，因此水处理行业要严格按要求处理水质，保证水质能够符合国家标准［1］。
但是，现阶段人口剧增，工农业高速发展，对水源造成的污染也日渐严重，使得水处理行业的任务更加艰巨。
要想有效解决这一问题，就需要对水处理工艺进行优化，找到合适的水处理技术，才能使保护水源水质的同时满足用户对水质的需求，并且进一步提高水处理的生产效率，降低生产成本。
1 PLC 概述PLC 是可编程控制器的英文全名简称，是一种电子系统装置，是为工业控制应用而设计制造的。
在PLC 技术的实际运用过程中，基础是微处理器，常被用来进行数字的运算操作。
它通过自身的顺序控制、逻辑运算等可编程序存储器对数字进行相关运算，同时还可以通过数字式输入方法以及输出接口，从而控制有关机械设备的生产活动。
PLC 技术是在继电接触控制、计算机、通信等多项技术融合的基础上而形成的，其具有通用性强，可靠性高，抗干扰能力强，接口简单，便于维护，编程简单等特点。
由此可见，PLC 技术凭借这些特性得到了各行业人员的青睐，成为工业自动化领域中应用最广泛的技术之一。
2 水处理工艺流程2.1 水处理系统的工艺流程水处理系统主要包含四个流程：第一，原水一开始被储藏在原水箱内，经过原水泵加压处理后，原水被运输到活性炭过滤塔，进行初步的杂质过滤；第二，借助增压泵的压力，原水被运输到保安过滤器以及杀菌紫外灯，进行二次的过滤与消毒；第三，原水通过主机进入水电磁阀，在主机泵的控制下，将原水运输到反渗透膜处，进行反渗透过滤；第四，将处理后的纯水储存在纯水罐内，再运输到使用点。
PLC在净水处理过程中的应用摘要：本文介绍了PLC在净水处理过程中的工作原理、控制及应用。
关键词：PLC水处理控制中图分类号：TP39 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）19-0142-020引言随着社会的发展和国家对生活饮用水标准的不断提高，人们对饮用水的需求量和要求也越来越高。
近年，在净化水处理过程中采用了以PLC为主体的自控系统。
可提高水质、水量，降低药耗、能耗，并减轻工人的劳动强度。
实现了净化水生产的数字化管理。
1自控系统的PLC配置以齐市自来水公司浏园水厂为例。
PLC已实现了模块化设计，其硬件配置为：TSX P67455 CPU（中央处理器）、16位AI模块4/20mA、16位AO模块4/20mA、32位DI模块、32位DO模块、通讯模块、TSX SUP702电源模块、CPX37显示器、模块支架、2KW UPS。
全系统共设5个PLC工作站。
分别是取水泵房PLC1站、加药和加氯PLC2站、净化间PLC3站、送水泵房和变电所PLC4站、中心控制室PLC5站（带有大型模拟显示屏）。
同时，配置两台计算机，一台用于实时监测和控制，一台用于日常生产和企业管理。
水厂自控系统框图如图1所示。
该系统为集散型控制系统，中控室与下面的PLC分站之间采用高速通讯母线联接。
具备设计先进、可靠性高、数据共享的特点。
可实现计算调节、顺序和最佳控制等多种功能。
各PLC分站具有很强的独立性，一旦系统出现故障，现场的PLC可独立完成其范围内的自动化控制。
两台中控室计算机采用并联运行方式，目的在于增加系统的可靠性和灵活性。
2PLC的控制模式PLC的控制模式可分为三级控制。
①各PLC工作站根据实时检测的各类仪表数据、参数和设备状态实现自动控制（Automatic）。
②中心控制室管理人员通过计算机进行中控室手动控制（Romotomanual）。
③现场值班人员通过各分站PLC面板、操作台及控制箱实现就地手动控制（Local manual）。
基于PLC的中央空调水处理控制系统设计基于PLC的中央空调水处理控制系统设计一工作原理1.1系统构成中央空调水处理控制系统由小水箱、大水箱、热交换器组成。
循环水在小水箱中通过加热，加热后的循环水打入到大水箱中，通过循环水泵将热水打入各个热交换器，经过热交换后回水返回到小水箱中，加热后打入到大水箱中。
其结构图如图所示：中央空调水处理控制系统结构图1.2工作过程1、打开进水泵，往小水箱打入冷水，水高度到达高水位，浮球开关动作，进水泵停止。
2、加热器加热（加热器有开关控制），水加热到一定温度（可以用时间模拟），打开大水箱进水泵，将热水打入到大水箱中，小水箱水位到低水位，低水位浮球开关闭合，大水箱进水泵停止。
3、重复1，2两步。
直到将大水箱的水位达到高水位（即高水位浮球开关动作）。
4、打开水循环泵，热水开始循环，回水到小水箱，加热器打开，回水到高水位，即高水位浮球开关动作，打开大水箱进水泵。
一直循环加热二控制要求要求采用PLC作为控制中心，采用触摸屏或上位机（组态软件编程）监控。
1.控制系统应有防止误操作的电路联锁和保护功能。
2. 操作界面要求有动作效果，可以显示操作的进度。
3. 检测、控制信号要准确，安全、可靠三功能分析中央空调水处理控制系统由小水箱、大水箱、热交换器组成。
循环水在小水箱中通过加热，加热后的循环水打入到大水箱中，通过循环水泵将热水打入各个热交换器，经过热交换后回水返回到小水箱中，加热后打入到大水箱中L初始化脉冲aX1小水箱注水bX2加热并定时ecX4大水箱注水dX5fX3水开始循环gX5加热图1h功能流程图四总体方案整个系统用可编程控制器PLC控制，通过开关量采集现场信号，经PLC处理后，输出控制继电器线圈，从而控制电机工作。
其总体方案框图如下所示：上位机InTouch开关量PLC驱动器线圈电机图2总体方框图五硬件设计QFU1 FU2FU3FU4KM1KM2KM3 KM4FR1 FR2FR3FR4M M M加热器SB0KA1KM1SB1 LL1 LL2LH1 LH2 SB2L N 1M I0.0 I0.2 I0.4 2MI0.1 I0.3 I0.51L Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 2L M L+ KA1 KA2KA3KA4KA4 KA2KA3KM4 KM2KM3FR1 HL1FR2HL2FR3HL3FR4HL4图3硬件电路总图表1元器件清单序号123符号QFU1—FU4KM1—KM4名称空气开关熔断器接触器数量1444 5 6 7 8 9 10KA1—KA4SB0—SB2HL1—HL4FR1—FR4LH1/LL1LH2/LL2PLC中间继电器按钮指示灯热继电器小水箱高低水位大水箱高低水位可编程控制器4344221输入点I/O点I0.0I0.5I0.1I0.2I0.3I0.4输出点Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3表2 I/O分配作用启动按钮停止按钮小水箱高水位浮球开关小水箱低水位浮球开关大水箱高水位浮球开关大水箱低水位浮球开关进水泵控制大水箱进水泵控制水循环泵控制加热器控制名称SB1SB2SQ1SQ2SQ3SQ4FA1FA2FA3FA4六软件设计6.1控制流程图图4控制流程图6.2 PLC软件设计ORGANIZATION_BLOCK 主程序:OB1TITLE=程序注释BEGINNetwork 1LD SM0.1CALL SBR1, 1, 1, 9600, 2, 0, 128, 32, 1000, &VB0, M0.1, VB1 Network 2LD SM0.0CALL SBR2, M0.2, VB2Network 3// 关闭LD I0.4O M1.6= M1.6Network 4// 启动，小水箱开始注水LD SM0.0A I0.0LD M1.3AN I0.3OLDO M1.0AN M1.6AN M1.1= M1.0= Q0.0Network 5// 到达小水箱上限位，开始50秒的加热LD M1.0A I0.1O M1.1AN M1.6AN M1.2= M1.1= Q0.1TON T50, 500Network 6// 加热时间到，大水箱开始注水LD M1.1A T50LD M0.6A I0.1OLDO M1.2AN M1.6AN M1.3= M1.2= Q0.2Network 7// 检测小水箱低位开关LD M1.2A I0.2O M1.3AN M1.6AN M1.0AN M1.4= M1.3Network 8// 到达大水箱上限位，循环泵开始工作LD M1.3A I0.3O M1.4AN M1.6AN M1.5= M1.4= Q0.3TON T38, 50Network 9// 水循环到小水箱，开始加热LD M1.4A T38O M1.5AN M1.6= M1.5= Q0.1END_ORGANIZATION_BLOCK6.3上位机软件设计我们可以用上位机InTouch远程干预系统的运行，比如说改变浮球开关的参数以控制水箱内的水位，改变加热时间以控制水的温度。
