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基于PLC的污水处理自动控制系统设计

基于PLC的污水处理自动控制系统设计

概述

污水处理是解决城市生活污水排放问题的重要环节，而自动控

制系统的应用能够提高污水处理厂的运行效率和排放水质的稳

定性。本文基于PLC（可编程逻辑控制器）技术，设计了一套

污水处理自动控制系统，旨在通过自动化控制来实现对污水处

理过程的准确监测与控制，从而达到节能、减排、提高处理效

果的目的。

一、系统功能设计

1.进水监测与控制

系统通过传感器实时监测进水的水质参数，如水位、PH值、

悬浮物浓度等，同时根据设定的控制策略，自动调节进水泵的

流量与压力，以确保进水量在合理范围内，并避免因进水参数

变化导致后续处理环节的运行异常。

2.污水处理过程控制

a.初沉池控制：根据污水处理工艺要求，通过采集草磺浓度、

悬浮物浓度等参数，自动调节初沉池的污水流量和泵的运行状

态，以保证进入下一处理阶段的污水参数符合规定。

b.曝气池控制：根据曝气槽内DO（溶解氧）浓度、PH值

等参数，自动控制曝气系统的气体供应和曝气周期，以提供必

要的氧气，并控制好曝气时间，从而促进好气菌的生长和颗粒

污泥的沉降。

c.混凝剂投加控制：基于PLC技术，在投加污泥中加入

混凝剂，通过实时调节混凝剂投加量，以改善悬浮物的凝聚效

果、促进颗粒污泥集结，方便后续处理工序的效果提升。

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d.曝气孔道控制：通过控制风机的开关频率，自动调节

曝气孔道的排气缺口，借以控制曝气缺口的大小，调整气泡产

生频率和流速，以促进曝气效果。

e.除磷剂投加控制：根据池内总磷浓度，自动控制除磷

剂的投加量，以控制排放水中磷的含量，达到减少对水体富营

养化的影响。

f.二沉池控制：根据二次沉淀槽中的悬浮物浓度等参数，

自动调节污泥泵的运行状态和排出口的开关，以确保污泥可靠

地排除，从而保证出水质量达标。

3.污泥浓缩与脱水控制

污水处理过程中产生的污泥需要浓缩和脱水处理。通过PLC系

统实时监测污泥浓度、压力、水分含量等参数，自动控制污泥

浓缩系统和脱水系统的运行状态，以提高处理效率，同时能够

做好浓缩和脱水设备的保养和维护。

二、系统硬件设计

1.传感器与执行器：系统通过传感器采集各参数数据，如水

位传感器、PH传感器、悬浮物浓度传感器、DO传感器等，以

及对应的执行器，如进水泵、污泥泵、风机等，实现对进水流

量、泵的运行状态、曝气孔道的排气缺口等的控制。

2.PLC控制器：通过PLC控制器采集传感器数据，根据

设定的控制策略进行逻辑判断，控制执行器的开关状态，并通

过通信模块与上位机进行数据交互和监测。

3.上位机：通过上位机实时监测和显示系统运行状态、

传感器数据及处理结果，提供人工干预和维护管理功能，同时

能够进行数据存储和分析，为系统优化提供依据。

三、系统软件设计

1.PLC程序设计：根据系统设计要求，编写PLC程序，包括

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数据采集、逻辑判断、控制指令等，实现对进水监测与控制、

污水处理过程控制、污泥浓缩与脱水控制等功能。

2.上位机软件开发：开发上位机