PLC在水处理工程中的应用案例

三菱Ｐ　Ｌ　Ｃ在污水处理自动化系统中的应用　王昆　（徐州工程机械高级技工学校　江苏徐州　２２１　０００）　工业技术　摘要：随着人们对处理后的水质要求越来越高，污水处理工艺也越来越复杂。本文分析了ＡＯＥ污水处理工艺的特点，以及处理过程中的　控制难点，井根据工艺流程图，说明如何建立基于三菱ＰＬＣ的污水处理自动化控制系统。此系统采用集散控制，将现场处理与远程控制相　结合，有很强的实用性。　关键词：污水处理　自动化控制　Ａ０Ｅ生化工艺　－￣ＰＬＣ　集散控制　中图分类号：ＴＰ２７　文献标识码：Ａ　文章编号：１０７２－３　７９１（２ｏ１２）０１（ａ）一００９Ｏ－０１　改革开放以来，我国的经济得到了飞　速的发展，人民的生活水平也随之得到了　很大的提高。但经济的发展是一把双刃剑，　给人民带来利益的同时，也给我们的生活　带来了很多问题。比如环境问题，特别是关　乎到我们生命与健康的水污染问题，而这　一问题在中国城市化进程中表现得尤为明　显。随着国家对水资源保护的不断重视和　人们环保意识的不断增强，城市生活污水　处理问题也成为了人们关注的热点。　随着人们对处理后的水质要求越来越　高，污水处理工艺也越来越复杂，污水处理　过程中需要的设备也越来越多，而且污水　处理是一个连续的过程，如果一个环节出　错就会影响后面的全部环节，这就对污水　处理过程中的管理水平提出了严峻的挑　战。为了确保污水处理工艺和设备能够安　全、有效、科学的进行，建立自动化控制系　统已成为污水处理不可避免的趋势。　１　ＡＯＥ污水处理工艺及控制难点　污水处理工艺主要分为物理处理、化学　处理、物化处理和生物处理四类，在我国的城　市生活污水处理中多采用物理处理和生物处　理。生物处理工艺有很多，例如ＵＮＩＴＡＮＫ法、　ＭｓＢＲ法、Ａ／０法等，下面对ＡＯＥ生化工艺　做简单介绍。　ＡＯＥ生化工艺由法国开发，分为水处　理和泥处理两个系统，工艺流程如图ｌ所　示。　城市污水由污水管网到达污水处理　厂，经过节流井进入栅格间，在栅格间分离　出较大悬浮渣物，然后进入污水提升泵房，　利用水泵把污水的水位提高到最高的细栅　格，以使污水能够靠重力完成后续工序。在　细栅格中将污水中的细小悬浮渣物拦截　后，污水进入曝气沉砂池，出去更细小的固　体废物及油脂，并且进行预曝气，之后进入　整个系统中最关键的环节——曝气池。曝气　池由Ａ（厌氧区）、０（好氧区）和Ｅ（兼氧区）组　成，污水在曝气池中与活性污泥充分接触　混合，鼓风机能够提供微生物所需的氧气，　以使活性污泥中的各种微生物将污染成分　降解并实现生物增值。处理后的污水流入　二沉池，经过沉淀后，上层清夜流入回用水　池，达标后就可排放，下层的污泥则进人污　泥泵房。污泥泵房中的污泥大部分被抽回　曝气池中，即所谓的外回流，这是为了保证　曝气池中有足够的微生物完成降解作用。　剩下的污泥进入重力浓缩池，根据水和泥　的比重不同使污泥浓缩，浓缩后的污泥由　污泥泵抽入脱水机房，制成千泥饼后运往　垃圾场处理。　污水处理工艺过程复杂，涉及到众多　单元间以及各单元设备间的相互联系和配　合，为了保证处理后的水质达到标准，必须　确保各单元间能够协调工作。此外，污水处　理厂一般占地面积比较大，各处理单元比　较分散，因此自动控制系统一般采用集散　控制系统并具有较强的通讯网络能力。　２基于三菱ＰＬＣ的自动化系统　集散控制系统的特点是分散控制，集　中监控，由于它是分散控制，能够分散危　险，降低出现故障对整个系统的影响。　三菱ＦＸ２Ｎ系￣Ｉ］ＰＬＣ具有高速处理及可　扩展大量满足单个需要的特殊功能模块等　特点，可以为污水处理厂自动化控制系统　提供最大的灵活性和控制能力。因此，主控　系统选用一台ＦＸ２Ｎ一１２８ＭＲ一００１的ＣＵＰ　主机加一块ＦＸ２Ｎ一１６ＥＸ扩展模块，组成叠　装式结构，作为自动化控制系统的控制核　心。为了防止出现意外而损坏ＰＬＣ模块而　影响系统正常运转，我们用中间继电器作　为输出接口，使系统控制核心与外部电路　隔离，从而保护ＰＬＣ控制模块。这样做的另　外一个好处就是可以增加辅助触点，提高　系统的安全性和可靠性。　ＦＸ系列的ＰＬＣ控制器采用的是４２２电　气接口标准，考虑到兼容性和稳定性，系统　图１　ＡＯＥ污水处理工艺流程图　９Ｏ　科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　选用ＦＸ２Ｎ－４８５－ＢＤ通信板实现Ｎ：Ｎ的网　络数据传输，通讯方式采用串行通讯，通讯　协议使用ＴＣＰ／ＩＰ协议。要注意的是在ＲＤＡ　和ＳＤＡ之间必须接入一个端子电阻，否则　通信将无法进行，这是因为４８５总线上只能　传送差模信号。考虑到远程通信可能出现　反应慢或者误动作等情况，必须增强通信　过程中的抗干扰能力，因此须将ＰＬＣ输入　端的热继电器常开触点通过中间继电器转　换成中继的常开触点，采用带屏蔽的多芯　电缆实现以点对点的输入方式接入，Ｉ／０分　配表不变。　使用ＭＸ　Ｓｈｅｅｔ实现数据的联网监测，　该软件只通过简单设置即可实现通过Ｅｘｃｅｌ　收集ＰＬＣ软元件数据，并且可以通过ＰＬＣ　的网络模块实现计算机利用以太网同步接　收ＰＬＣ的监测数据。主控系统使用０～５Ｖ电　压对输入信号进行模拟，电压经过Ａ／Ｄ转　换输入寄存器，从而转化成数字量的输入　点，再通过一系列的对比、计算和校验等过　程，对输入信号做出相应的控制命令，以输　出信号形式传送到信号源，从而使相关设　备做出动作。　系统共有４个控制站，ｉ号控制站控制　预处理段，通过水位变化控制水泵开启或　断开的台数及时间，从而控制污水的流量。　２－Ｖ控制台控制曝气池、风机和沉降池。控　制台通过采集曝气池内氧气的溶解量并结　合供风管路的压力值控制供风管路调节阀　的开度，以及根据供风管路中的压力值控　制鼓风机开启的台数。３号控制台负责污泥　处理段，包括污泥泵房、重力浓缩池以及脱　水机房等。控制台通过采集温度等数值控　制三相阀的开度以及电磁阀的开启或断　开。４号控制台控制主控室的模拟显示屏，　在模拟显示屏上实时显示整个系统中各种　重要的信息。　３结语　城市污水自动化处理已成为势必在行　的趋势，随着计算机控制技术的飞速发展，　以及硬件制作工艺逐步成熟，自动化系统　的自动化程度越来越高，完全可以实现污　水的半自动或者全自动处理，这样不仅可　以减轻城市污水处理厂工作人员的劳动强　度和降低污水处理的运行成本，还可以带　来巨大的社会效益。系统采用集散控制，通　过以太网通讯和无线网通讯技术，将现场　控制、实时监控和高层管理联系在一起，提　高了管理的实时性、高效性，效果良好，具　有很高的实用性。

基于PLC的污水处理系统设计 张丽红

唐山工业职业技术学院

毕业设计（论文、创作）说明书

题目 基于PLC的污水处理系统设计

系别自动化工程系班级 10港控11

姓名 张立红 学号 108043106

指导教师 任伟

2013年 3月 20日

基于PLC的污水处理系统设计 张丽红

目 录

摘要 .......................................................... 1

关键字 ........................................................ 1

一、概述 ....................................................... 5

1.1工业污水处理的国内外现状 .................................... 5

1.2课题的背景 .................................................. 5

1.3研究目的和意义 .............................................. 6

二、功能需求 ................................................... 6

2.1工业污水处理基本概念 ........................................ 6

2.2 常用的工业污水处理工艺 ..................................... 7

2.3本设计系统工业污水处理工艺及描述： ......................... 10

2.4 工业污水处理系统的功能要求 ................................ 11

ＤＯＩ：１０．３９８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－－８９７２．２０１０．１３．０４８　ＰＬＣ技术在火电厂　化学水处理程控系统中的　

｛ｌ奄　要　一　０薯　一　本文以淮南新座孜电厂２×１　５５ＭＷ循环流　化床机组化学水处理系统为背景，介绍了　可编程控制器（ＰＬＣ）在火电厂化学水处理　程控系统中的应用。该系统采用施耐德昆　腾（Ｑｕａｎｔｕｍ）系列ＰＬＣ作为主体控制设备，　用研华工控机作为上位机，组成程控系　统，实现化学水处理过程中的制水运行、　过滤器冲洗、阴阳床小反洗及再生、大反　洗及再生、混床再生的全过程程序控制。　薅　≮　０＿０ｌＩ　０　—　：　Ｔｈｉｓ　ｐａ４３ｅｒ　ｉｎｓｔｒｏｕｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ａｌ￣ｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＰｒｏｇｒａｒｎｍａＩ　ａｎｄ　Ｌｏｇｉｃａｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｉｎ　ｗａｔｅｒ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　ｔｈｅ　２　Ｘ　１　５５ＭＷ　ＣＦＢ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｎ　Ｈｕａｉｎａｎ　Ｘｉｎｚｈｕａｎｇｚｉ　Ｐｏｗｅｒ　ＰＩａ．ｎｔ．Ｔｈｉｓ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｄｏｐｔｓ　ｔｈｅ　ｓｅｒｉｅｓ　ｏｆ　Ｑｕａｎｔｕｍ　ｉｎ　Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ　ＰＬＣ　ａｓ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｕｎｉｔ　ｗｈｉｃｈ　ｃｏｎｔｒｏｌｓ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｏｆ　ｍａｋｉｎｇ　ｗａｔｅｒ，ｔｈｅ　ｆＩｕｓｈｉｎｇ　ｏｆ　ｆｌｅｅｒ，ｔｈｅ　ｒｅｖｅｒｓｅｄ　ｆｌｕｓｈｉｎｇ　ａｎｄ　ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｎｏｄｅ　ｉｏｎ　ｅｘｃｈａｎｇｅ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ　ａｎｄ　ａｎｏｎ　ｏｎｅｓ．　霹　牺　０毒　＿ｆ　００　０ｌｌ　、　０　ｌ　ｗａｔｅｒ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ；ＰＬＣ；ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ　１概述　准南矿业集团电力公司新庄孜电厂以　大代小技改工程２×ｌ　３５ＭＷ循环流化床　机组的化学水处理系统，将淮河水经过絮　凝过滤以及反渗透装置等设备进行处理，　再经过一级除盐加混床处理后，将原水变　为符合要求的锅炉机组用水。整个水处理　系统的控制以程序自动控制为主，人工参　与为辅，程序自动控制采用工业控制计算　机和可编程控制器相结合的方式，实现对　化水处理系统进行分散控制、集中监控。　２　化学水处理系统工艺流程　我厂化水系统采用多介质过滤器、活　性炭过滤器、反渗透装置以及一级除盐加　混床处理系统，一级除盐装置为２台阳床、　２台除二氧化碳器和２台阴床，２台混床，ｆ　并列运行。化学水处理的流程为：淮河水　一絮凝池一提升泵一空气擦洗器一清水池　一清水泵一多介质过滤器一活性炭过滤器　一加热器一反渗透用保安过滤器一反渗透　升压泵一反渗透膜组件一预脱盐水箱一阳　．离子交换器一除二氧化碳器一中间水箱一　中间水泵一阴离子交换器一混床一除盐水　箱。　３程序自动控制系统构成　新庄孜电厂化水程控系统采用“研华　工控机＋施耐Ｑｕａｎｔｕｍ　ＰＬＣ＋现场气动电　磁阀”的结构模式，以ＰＬＣ和计算机为核　心组成的对化学水处理系统操作实行程序　自动控制，采用研华工业控制计算机作为　控制系统的上位机，采用施耐德Ｑｕａｎｔｕｍ　ＰＬＣ作为下位机，由工业控制计算机与　ＰＬＣ共同构成的程控系统，实现对预处理　系统、除盐系统、酸碱再生系统及化学仪　表信号、流量、压力、电流、液位信号的　监视和运行操作。　上位机主要完成系统设备的操作、画一　面和逻辑的组态、各系统运行参数的显　示、计算、报警、打印以及ＰＬＣ参数的设　置、控制逻辑的修改、系统的调试；　下位机（ＰＬＣ）接收上位机的操作指　令，自动执行控制程序，并采集现场设备　的状态及就地仪表参数进行处理，ＰＬＣ是　整个系统的核心。　４系统配置　４．１硬件配置　在我厂化水程控系统中，我们采用法　Ｊ国施耐德公司高端Ｑｕａｎｔｕｍ　ＰＬＣ系统，ｊ　实现数据采集（Ｄ　Ａ　Ｓ）、模拟量控制　作为下位机的ＰＬＣ，是整个系统的核　心，它负责将现场的仪表检测信号、阀门　和泵的状态进行采集，传送到工控机进行　显示，同时接收上位机的操作指令经处理　后发送到现场的气动执行机构，完成对被　控设备的控制、联锁保护。　４．２软件配置　４．２．１工业监控软件　上位机软件采用美国Ｗｏｎｄｅｒｗａｒｅ公　司ＩｎＴｏｕｃｈ９．５Ｗｏｎｄｅｒｗａｒｅ组态软件，　ＩｎＴｏｕｃｈ组态软件是ＦａｃｔｏｒｙＳｕｉｔｅ软件的　一部分。　４．２．２下位机编程　作为下位机的Ｐ　Ｌ　Ｃ，编程软件采　Ｃ０ＮＣＥＰＴ２．６，其编程语言采用符合国际　标准ＩＥＣｌｌ３ｌ的梯形图、功能块ＦＢＤ图、　ＳＦＣ三种语言。　下位机流程图如下：

plcopen案例

PLCOpen是一个国际性的组织，致力于推广和发展可编程逻辑控制（PLC）技术标准。它提供了一系列的案例和实践指南，帮助工程师们更好地理解和应用PLC技术。下面列举了十个与PLCOpen相关的案例：

1. 案例一：自动化流水线控制

PLCOpen提供了一套标准的函数块库，可以帮助工程师们快速开发自动化流水线控制系统。这个案例展示了如何使用PLCOpen的函数块库来实现流水线上的物料输送、分拣和包装等功能。

2. 案例二：机器人控制

PLCOpen提供了针对机器人控制的函数块库，可以实现机器人的运动控制、路径规划和任务调度等功能。这个案例展示了如何使用PLCOpen的函数块库来控制机器人在工厂内的自动化操作。

3. 案例三：能源管理系统

PLCOpen提供了用于能源管理系统的函数块库，可以实现能源的监测、分析和优化控制等功能。这个案例展示了如何使用PLCOpen的函数块库来实现工厂的能源管理和节能减排。

4. 案例四：智能家居系统

PLCOpen提供了用于智能家居系统的函数块库，可以实现家庭设备的控制和监测等功能。这个案例展示了如何使用PLCOpen的函数块库来实现智能家居系统中的灯光、温度和安防等控制。

5. 案例五：电力配电系统

PLCOpen提供了用于电力配电系统的函数块库，可以实现电力负荷的监测、分析和调度等功能。这个案例展示了如何使用PLCOpen的函数块库来实现电力配电系统中的电力负荷管理和故障检测。

6. 案例六：自动化仓储系统

PLCOpen提供了用于自动化仓储系统的函数块库，可以实现货物的存储、装载和出库等功能。这个案例展示了如何使用PLCOpen的函数块库来实现自动化仓储系统中的货物管理和物流调度。

7. 案例七：食品加工系统

PLCOpen提供了用于食品加工系统的函数块库，可以实现食品生产线上的各个工序控制和监测等功能。这个案例展示了如何使用PLCOpen的函数块库来实现食品加工系统中的配料、搅拌和灌装等操作。