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基于PLC的污水处理进水控制系统设计

所属行业:水处理关键词：污水处理PLC控制系统氧化沟

水是人类生活、生产作业的基础，在中国淡水资源不断减少的同时，

水污染却更加严重，致使可利用水资源紧缺，严重降低了人们的生活

质量，阻碍了工农业的发展资料显示，中国工业用水重复利用率平均

为40％～5O％，污水处理率仅为10％左右，其余的污水都直接排

人河流、海洋等地，未经处理的污水直接排放不仅浪费了水资源而且

还污染了环境，而被污染的环境又蚕食未被污染的水源，如此恶性循

环，无疑是“自毁前程”。

污水处理系统能够有效地对污水进行净化，变废为宝，循环利用，

但是，在污水处理过程中，由于污水来源不明确，成分复杂多变，这

对污水处理方法、处理技术及其控制方式提出了较高的要求。

污水处理系统的自动化控制可以明显改善处理效果，提高处理效

率污水处理进水系统主要由粗格栅、清污机和潜水泵3大部分组成，

粗格栅可以过滤体积较大的固体物，但是容易堵塞，需要清污机适时

清理堆积物，潜水泵是后续处理工序的心脏，泵送污水。

生产实践中发现，在污水处理系统的进水系统中，经常因格栅易

堵塞导致系统瘫痪，潜水泵抽水液面过低，引起泵干烧，或者抽水液

面溢流淹没格栅间，特别是雷雨洪水天气，此现象尤为严重。

为此，针对污水处理进水系统中出现的应急能力差、格栅易堵塞

和潜水泵易出现故障等问题。设计了一种基于PLC的多环节进水自动

控制系统。系统通过液位差来控制粗格栅和清污机的协调运行，保证

格栅畅通；通过低位锁定、高位预警来调控潜水泵的运行，保证供应

与输出相平衡，提高应急能力，防止故障的发生。

1、污水处理系统工作原理

污水处理系统按其功能大致可分为进水系统、除沙系统、氧化沟

系统、沉淀系统、污泥回流系统和污泥脱水系统几大部分。污水处理

系统组成及工艺流程如图1。

污水从主管道进入进水系统，首先进入格间，格间设置有粗格栅

和清污机，粗格栅可以过滤体积较大的固体物，为了防止堵塞，需要

清污机适时清理堆积物，此为污水预处理：然后通过两台大型潜水泵

将经过预处理的污水泵送至除沙系统，首先进入格间，格间设置有细

格栅和清污机，细格栅和转鼓清污机配合工作去除体积较小的固体物

质，然后污水进入除沙池进行沙水分离，污水进入氧化沟系统经过两

道物理过滤的污水在氧化沟反应池里进行生化反应，在氧化沟反应池

中加入活性污泥等物质，降解有机物和去除有害物质，并用潜水搅拌

机充分搅拌促进生化反应，以最大限度地去除有害物质。

经过生化反应的混合液进入沉淀池，在沉淀池内泥水分离，沉淀

下来的污泥一部分通过污泥回流泵送至氧化沟反应池，以保证池内有

一定量的污泥，另一部分进行污泥脱水、压缩行程污泥饼外运。上层

上清液为满足要求的干净水，可以安全排放。

2、污水进水控制系统设计

2.1硬件设计污水处理控制系统硬件配置框图

控制系统以PLC为核心，通过控制面板、液位差传感器和液位高

度传感器数字量输入，溶解氧仪模拟量输入，控制各类泵、格栅机、

各类清污机和离心式脱水机的运行，设备控制状态和运行状态都显示

在面板上操作面板主要用于手动控制模式下的操作，液位差传感器主

要是检测粗格栅两侧的液位差，液位高度传感器主要是检测进水泵房

中液位的高低。如图2

西门子S7-200系列PLC功能强大，在污水处理控制系统中，无

论是其独立运行或者联网都能实现复杂的控制功能CPU226主要用于

要求较高的控制系统，其具有24个数字量输人点和16个数字量输出

点，在该系统中，仅自带的40个输入输出点不能满足要求，故外接

了EM223模块，其具有8个数字量输入点和8个数字量输出点：同时

为了采集模拟量，还配置了EM235模块，其具有4个模拟量输入，2

个模拟量输出(实际为1个)。硬件I/O地址分配如图3。

所属行业:水处理关键词：污水处理PLC控制系统氧化沟

2.2软件设计

污水处理进水控制程序主要为粗格栅清污机控制程序和潜水

泵控制程序通常粗格栅每隔2h运行一次，每次运行20min，当液位

差大于200mm时启动清污机，而潜水泵是根据液面的高低来自动控制

运行。同时增加了低位锁定、高位预警功能。

粗格栅清污机控制程