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摘 要：污水处理工作在水资源的保护和治理方面担负着艰巨的责任。西门子PLC控制系统是一项自动化程度很高的系统，可以有效控制污水处理所需要的各个设备、各个环节，大大加强了污水处理工作的自动化控制力度，有效提高污水处理工作的效率。该文围绕污水处理工作，对西门子PLC控制系统在污水处理控制中的应用进行分析，主要阐述了该控制系统的构成、控制内容、在污水处理中的流程、在污水处理中的具体应用等。
关键词：西门子PLC控制系统;污水处理;工作效率;有效净化
中图分类号：X703;TP273 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）12（b）-0029-03
Abstract： Sewage treatment work bears arduous responsibilities in the protection and treatment of water resources. The Siemens PLC control system is a highly automated system that can effectively control the various equipment and links required for sewage treatment， greatly strengthening the automatic control of sewage treatment and effectively improving the efficiency of sewage treatment. This paper analyzes the application of Siemens PLC control system in sewage treatment control， focusing on the sewage treatment work， mainly elaborating the composition， control content， flow in sewage treatment， specific application in sewage treatment and so on.
Key Words： Siemens PLC control system; Sewage treatment; Working efficiency; Effective purification
当前，我国的一些城市均出现不同程度的水资源污染的现象，迫切需要采用防治措施，积极进行污水处理。强大的控制功能是西门子PLC控制系统的优势，也是该系统在市场竞争中胜出的主要原因。在污水处理中，该系统具有得到广泛的应用。借助系统自身具备的样品采集和数据传送的功能，可快速分析污水成分，进而有效处理有害物质。随后，自动化功能启动，净化水中杂质的命令被发出，由相应的设备接收并执行，即自动化污水处理，整个过程高效、便捷。西门子PLC控制系统强化了自动化控制的力度，提高了污水处理的整体效率和污水处理能力。该文从理论的角度出发，分析了西门子PLC控制系统的应用，希望可以给实践操作提供参考。
1 西门子PLC控制系统的构成及其控制内容
1.1 西门子PLC控制系统的构成
总体来讲，西门子PLC控制系统是由硬件和软件两大部分构成的。其中，控制单元是硬件的关键内容，包括CPU所附带的各种远程I/O站、数字量输入输出卡件、CPU通信设备、模拟输入输出卡件、人机接口、MPI通行卡、监控设备等。软件则主要包括计算机所安装的监控软件，可实现对数据的监控，并通过控制单元执行人机接口单元所下达的命令。此外，软件系统还包括历史数据库软件、数据库软件、计算机系统操作软件、监控软件、管理系统软件等。其中数据库软件可存储污水处理厂的历史数据，也可作为单独数据库服务器适用，避免因突发系统故障造成的数据丢失。
1.2 西门子PLC控制系统的控制内容
为了最大限度地发挥该系统的功能，在控制内容上也是多种多样的。其核心是进水泵自动控制，可通过西门子PLC控制系统实现进水泵正常运行与自动换轮。还实现了曝气沉砂池自动控制，可与时间程序相结合，控制除砂机和气体装置运行，确保在气体完成后进行砂水分离。此外，膜反冲化学清洗自动控制、电力监控、粗细格栅自动控制、曝气池溶解氧自动控制与污泥回水流量自动控制等方面，也均实现了自动化，大幅度提高了污水处理工作的效率。
2 西门子PLC控制系统进行污水处理的流程
应用一个系统进行作业的前提，是明确该系统的工作流程，包括污水处理流程、步骤和PLC的操作步骤，以最大限度地发挥PLC的应用价值。根据PLC控制系统图，应当根据按照操作流程启动装置，现把所采样到的数据输入，系统会进行扫描给出污水成分，根据扫描分析的结果进行有害物质处理。具体来讲，操作流程可大致归纳如下：第一，程序预先录入多种污水处理办法，主要分为化学处理法、物理法两大类。每一种处理法都具备自身的优势特点，针对着不同污水成分，以便高效、快速地降解污染物，取得污水处理的最佳效果。第二，污水被排送至除污机，将部分害物质迅速过滤，对其中大块的污染颗粒进行粉碎，经二次沉淀分解污染物。随后经水泵筛选分类，为进一步处理做好准备。第三，启动西门子PLC系统的各个装置，包括控制器、自动化设备以及裝置启动等。针对有毒有害物质，做出对应的指令与处理操作，例如：污水的消毒、脱水、净化等。当水质清澈干净且无害时，方停止作业，确保处理后的污水水质量达标。西门子PLC控制系统应当根据其PLC控制系统图，按照以上各个步骤进行污水处理，确保应用操作正确、顺利进行。 3 西门子PLC控制系统在污水处理控制中的应用
3.1 通过控制厌氧池除害
利用西门子PLC控制系统，可以实现工作人员对厌氧池的随时操控。通过PLC控制系统操控厌氧池，抽送出其中的有害成分并迅速地进行化学消毒，将污水中的部分杂质褪去，从而避免了人工取出杂质的麻烦，减轻了工作人员的体力劳作压力，也展现了PLC控制系统的应用价值。但是，为了充分发挥该控制系统优势作用，厌氧池的泥量应当控制在合理范围内，了解水池中水质的变化情况，确保西门子PLC控制系统的功能可以在污水处理的各个阶段得到发挥。通过实时监控，掌握消毒剂的发酵、分解情况，观察水质的改变。对厌氧池的浓度进行实时监控，实时反映污水处理的效果。如果发现水中残存有害成分，需要再次实施染物消除作业，提高污水处理效果，确保水质安全达标。
3.2 通过PLC控制系统，控制阀门确保高效
在正式进行污水处理之前，西门子PLC控制系统还具备预处理功能。即利用PLC控制系统实现对各个位置阀门的控制，完成污水的预处理，具体步骤如下：第一，启动西门子PLC系统设备，把污水分配到泵房，完成进行污水分配。第二，污水在沉淀和消毒后，经PLC控制系统，实现对水泵的操作和控制，设置污水池高度。第三，当污水液面达到设置高度，有控制器发出指令，告知PLC控制系统污水池已满的情况。第四，PLC控制系统在收到指令后，发出开启所有阀门的指令，阀门打开，将消毒剂注入水池。第五，水池中所注入的消毒剂足够以后，系统发出开启水循环的指令，污水初步净化开启。第六，该控制系统也可控制其他池中的阀门，确保各个池中的污水量，经测量仪对其中污水的污染指数进行检测，随后计算所需消毒剂量，对各个水池消毒作业。第七，污水净化完成后，所有阀门再次打开，在指定位置排除污水。由此，西门子PLC控制系统通过控制阀门实现了对污水的高效处理。
3.3 通过PLC控制系统，发送实时指令
污水预处理环节可通过该控制系统实现自动化作业。先启动PLC控制系统自动按钮，系统设备根据预设程序进行自动作业，包括降解污染物、分解污染颗粒、完成对污水中污染成分的初步清除。借助PLC控制系统，可实现污水的扫描与数据分析，获取污水中污染物质的相关成分数据信息，便于针对性除污。此外，还可实现污水处理效果监控。如果提示污水池内较大污染颗粒被清除，可实施下一步操作。当池内水成分达标后，PLC控制系统便发送指令，显示出污水池的高度和污水处理进度，水中成分的具体数值也可以显示出来，对污水池具有监控作用，这也充分体现了PLC控制系统的优越性。在污水处理各个环节，PLC控制系统可以实时发送命令、接收指令，为污水处理工作人员的工作流程安排提供依据，高效地完成污水的预处理与排水，提高污水处理工作的效率。
3.4 通过PLC控制系统监控污水处理情况，随时排污
西门子PLC控制系统可以应用于污水处理的各个阶段，对污水处理池的变化情况进行监控，对各个设备进行操作和控制，进而发挥PLC控制系统对污水处理情况的监控作用。通过控制快速启动主控设备，将具体成分信息发送至计算机，工作人员经过分析确定造成水污染的原因，根据污染物的类型放置针对性的消毒剂，做好污水的处理。通过PLC控制系统实现了对污水处理情况的监控，有利于高效地完成污水净化工作，根据监控情况将污水随时排出去。这一功能为随后污水的预处理、沉降、重金属物质消除等作业创造了条件。
3.5 通过PLC控制系统自动采集数据信息
自动采集数据信息功能是该系统的又一大亮点。利用监控装置对污水处理的相关信息进行采集，便于工作人员根据数据资料掌握污染物、重金属的处理效果。通过对所采集到的数据信息进行分析，便于下一步工作安排。在作业中，如果遇到消除难度大的成分、有害成分等，应当增加消除作业力度，确保污水处理的实际效果。也可以预先进行设定，通过系统进行数据信息的自动化采集，明确需要重点处理的物质，对污水处理的相关设备装置进行远程操控，显示相关的数据信息资料，自动完成除污作业，实现高效、科学的作业。
3.6 通过PLC控制系统进行污水处理系统设计
在污水处理工作中，西门子PLC控制系统发挥着巨大的作用。在实际工作中，可以根据污水处理的实际情况进行相关环节的设计，最大限度地发挥西门子PLC控制系统的积极作用。比如以污水处理厂实际情况为根据，以软件平台为基础，设计西门子PLC系统程序。根据污水处理的相关流程，对程序设计进行模块化编程，确保污水处理的每一个环节都有与之对应的功能模块，针对不同功能模块做好程序编程，确保程序能够在污水处理控制工作中稳定运行。在程序设计阶段，应当充分考虑系统各个模块之间的独立性。如此，一个功能模块发生问题，并不会对其他正常的模块产生根本性的影响，其他模块的功能也能够得到保障。另外，在模块化编程阶段充分考虑模块的可拓展性。确保模块能够在此基础上改进和完善，以适应不同发展階段的工作需求，满足污水处理控制工作可能出现的新需要。此外，根据污水处理工作的具体需求，西门子PLC控制系统需要具备集散型系统设计的功能，主要分为管理层设计和控制层设计两大类。在职责划分方面，管理层负责监控污水处理、数据分析等，设计层负责自动进行污水处理工艺的操作等。
4 结语
综上所述，西门子PLC控制系统具有操作智能、简便，程序简单易懂，性价比和参数较高等优势，可以在短时间内实现有害物质有效净化。西门子PLC控制系统可以应用到污水处理工作的各个阶段当中，可以实现多个阀门的随时操控，数据信息的反馈分析、实时监控等，显著提高了污水处理的工艺，提高了污水处理工作的效率，能满足新时期污水处理工作的需求，对于当前城市污水处理也十分适用。
参考文献
[1] 郝智刚.西门子PLC控制系统在污水处理控制中的应用[J].居舍，2018（8）：158.
[2] 于京宇.西门子PLC在污水处理中的应用[J].世界有色金属，2018（6）：269-270.
[3] 吴乐明.西门子PLC控制系统在污水处理控制中的应用[J].科技创新与应用，2018（21）：165-166.
[4] 杨锦春.基于PLC的污水处理控制系统设计[J].智库时代，2017（17）：185，187.
[5] 李轩青，田丽红.基于西门子S7-300的城市污水处理自控系统[J].科技情报开发与经济，2010，20（33）：106-107.
[6] 葛广进.自动化控制系统在污水处理中的应用设计[J].现代制造技术与装备，2019（2）：190-193.
[7] 甘国强.污水处理自动化控制系统的控制策略[J].电子技术与软件工程，2018（16）：109.
[8] 钱伯章.西门子公司为中国石化炼油厂提供污水处理系统[J].石油炼制与化工，2014，45（4）：63.
[9] 王建华，王建华.基于西门子S7-300PLC的SBR污水处理系统设计[J].中国金属通报，2014（13）：41-43.
[10] 孙立刚，刘广顺.智能化污水处理监控系统的应用研究[J].化工自动化及仪表，2016，43（12）：1336-1339.
[11] 胡维维.污水处理控制系统的研究与设计[D].天津职业技术师范大学，2016.
关键词：西门子PLC控制系统;污水处理;工作效率;有效净化
中图分类号：X703;TP273 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）12（b）-0029-03
Abstract： Sewage treatment work bears arduous responsibilities in the protection and treatment of water resources. The Siemens PLC control system is a highly automated system that can effectively control the various equipment and links required for sewage treatment， greatly strengthening the automatic control of sewage treatment and effectively improving the efficiency of sewage treatment. This paper analyzes the application of Siemens PLC control system in sewage treatment control， focusing on the sewage treatment work， mainly elaborating the composition， control content， flow in sewage treatment， specific application in sewage treatment and so on.
Key Words： Siemens PLC control system; Sewage treatment; Working efficiency; Effective purification
当前，我国的一些城市均出现不同程度的水资源污染的现象，迫切需要采用防治措施，积极进行污水处理。强大的控制功能是西门子PLC控制系统的优势，也是该系统在市场竞争中胜出的主要原因。在污水处理中，该系统具有得到广泛的应用。借助系统自身具备的样品采集和数据传送的功能，可快速分析污水成分，进而有效处理有害物质。随后，自动化功能启动，净化水中杂质的命令被发出，由相应的设备接收并执行，即自动化污水处理，整个过程高效、便捷。西门子PLC控制系统强化了自动化控制的力度，提高了污水处理的整体效率和污水处理能力。该文从理论的角度出发，分析了西门子PLC控制系统的应用，希望可以给实践操作提供参考。
1 西门子PLC控制系统的构成及其控制内容
1.1 西门子PLC控制系统的构成
总体来讲，西门子PLC控制系统是由硬件和软件两大部分构成的。其中，控制单元是硬件的关键内容，包括CPU所附带的各种远程I/O站、数字量输入输出卡件、CPU通信设备、模拟输入输出卡件、人机接口、MPI通行卡、监控设备等。软件则主要包括计算机所安装的监控软件，可实现对数据的监控，并通过控制单元执行人机接口单元所下达的命令。此外，软件系统还包括历史数据库软件、数据库软件、计算机系统操作软件、监控软件、管理系统软件等。其中数据库软件可存储污水处理厂的历史数据，也可作为单独数据库服务器适用，避免因突发系统故障造成的数据丢失。
1.2 西门子PLC控制系统的控制内容
为了最大限度地发挥该系统的功能，在控制内容上也是多种多样的。其核心是进水泵自动控制，可通过西门子PLC控制系统实现进水泵正常运行与自动换轮。还实现了曝气沉砂池自动控制，可与时间程序相结合，控制除砂机和气体装置运行，确保在气体完成后进行砂水分离。此外，膜反冲化学清洗自动控制、电力监控、粗细格栅自动控制、曝气池溶解氧自动控制与污泥回水流量自动控制等方面，也均实现了自动化，大幅度提高了污水处理工作的效率。
2 西门子PLC控制系统进行污水处理的流程
应用一个系统进行作业的前提，是明确该系统的工作流程，包括污水处理流程、步骤和PLC的操作步骤，以最大限度地发挥PLC的应用价值。根据PLC控制系统图，应当根据按照操作流程启动装置，现把所采样到的数据输入，系统会进行扫描给出污水成分，根据扫描分析的结果进行有害物质处理。具体来讲，操作流程可大致归纳如下：第一，程序预先录入多种污水处理办法，主要分为化学处理法、物理法两大类。每一种处理法都具备自身的优势特点，针对着不同污水成分，以便高效、快速地降解污染物，取得污水处理的最佳效果。第二，污水被排送至除污机，将部分害物质迅速过滤，对其中大块的污染颗粒进行粉碎，经二次沉淀分解污染物。随后经水泵筛选分类，为进一步处理做好准备。第三，启动西门子PLC系统的各个装置，包括控制器、自动化设备以及裝置启动等。针对有毒有害物质，做出对应的指令与处理操作，例如：污水的消毒、脱水、净化等。当水质清澈干净且无害时，方停止作业，确保处理后的污水水质量达标。西门子PLC控制系统应当根据其PLC控制系统图，按照以上各个步骤进行污水处理，确保应用操作正确、顺利进行。 3 西门子PLC控制系统在污水处理控制中的应用
3.1 通过控制厌氧池除害
利用西门子PLC控制系统，可以实现工作人员对厌氧池的随时操控。通过PLC控制系统操控厌氧池，抽送出其中的有害成分并迅速地进行化学消毒，将污水中的部分杂质褪去，从而避免了人工取出杂质的麻烦，减轻了工作人员的体力劳作压力，也展现了PLC控制系统的应用价值。但是，为了充分发挥该控制系统优势作用，厌氧池的泥量应当控制在合理范围内，了解水池中水质的变化情况，确保西门子PLC控制系统的功能可以在污水处理的各个阶段得到发挥。通过实时监控，掌握消毒剂的发酵、分解情况，观察水质的改变。对厌氧池的浓度进行实时监控，实时反映污水处理的效果。如果发现水中残存有害成分，需要再次实施染物消除作业，提高污水处理效果，确保水质安全达标。
3.2 通过PLC控制系统，控制阀门确保高效
在正式进行污水处理之前，西门子PLC控制系统还具备预处理功能。即利用PLC控制系统实现对各个位置阀门的控制，完成污水的预处理，具体步骤如下：第一，启动西门子PLC系统设备，把污水分配到泵房，完成进行污水分配。第二，污水在沉淀和消毒后，经PLC控制系统，实现对水泵的操作和控制，设置污水池高度。第三，当污水液面达到设置高度，有控制器发出指令，告知PLC控制系统污水池已满的情况。第四，PLC控制系统在收到指令后，发出开启所有阀门的指令，阀门打开，将消毒剂注入水池。第五，水池中所注入的消毒剂足够以后，系统发出开启水循环的指令，污水初步净化开启。第六，该控制系统也可控制其他池中的阀门，确保各个池中的污水量，经测量仪对其中污水的污染指数进行检测，随后计算所需消毒剂量，对各个水池消毒作业。第七，污水净化完成后，所有阀门再次打开，在指定位置排除污水。由此，西门子PLC控制系统通过控制阀门实现了对污水的高效处理。
3.3 通过PLC控制系统，发送实时指令
污水预处理环节可通过该控制系统实现自动化作业。先启动PLC控制系统自动按钮，系统设备根据预设程序进行自动作业，包括降解污染物、分解污染颗粒、完成对污水中污染成分的初步清除。借助PLC控制系统，可实现污水的扫描与数据分析，获取污水中污染物质的相关成分数据信息，便于针对性除污。此外，还可实现污水处理效果监控。如果提示污水池内较大污染颗粒被清除，可实施下一步操作。当池内水成分达标后，PLC控制系统便发送指令，显示出污水池的高度和污水处理进度，水中成分的具体数值也可以显示出来，对污水池具有监控作用，这也充分体现了PLC控制系统的优越性。在污水处理各个环节，PLC控制系统可以实时发送命令、接收指令，为污水处理工作人员的工作流程安排提供依据，高效地完成污水的预处理与排水，提高污水处理工作的效率。
3.4 通过PLC控制系统监控污水处理情况，随时排污
西门子PLC控制系统可以应用于污水处理的各个阶段，对污水处理池的变化情况进行监控，对各个设备进行操作和控制，进而发挥PLC控制系统对污水处理情况的监控作用。通过控制快速启动主控设备，将具体成分信息发送至计算机，工作人员经过分析确定造成水污染的原因，根据污染物的类型放置针对性的消毒剂，做好污水的处理。通过PLC控制系统实现了对污水处理情况的监控，有利于高效地完成污水净化工作，根据监控情况将污水随时排出去。这一功能为随后污水的预处理、沉降、重金属物质消除等作业创造了条件。
3.5 通过PLC控制系统自动采集数据信息
自动采集数据信息功能是该系统的又一大亮点。利用监控装置对污水处理的相关信息进行采集，便于工作人员根据数据资料掌握污染物、重金属的处理效果。通过对所采集到的数据信息进行分析，便于下一步工作安排。在作业中，如果遇到消除难度大的成分、有害成分等，应当增加消除作业力度，确保污水处理的实际效果。也可以预先进行设定，通过系统进行数据信息的自动化采集，明确需要重点处理的物质，对污水处理的相关设备装置进行远程操控，显示相关的数据信息资料，自动完成除污作业，实现高效、科学的作业。
3.6 通过PLC控制系统进行污水处理系统设计
在污水处理工作中，西门子PLC控制系统发挥着巨大的作用。在实际工作中，可以根据污水处理的实际情况进行相关环节的设计，最大限度地发挥西门子PLC控制系统的积极作用。比如以污水处理厂实际情况为根据，以软件平台为基础，设计西门子PLC系统程序。根据污水处理的相关流程，对程序设计进行模块化编程，确保污水处理的每一个环节都有与之对应的功能模块，针对不同功能模块做好程序编程，确保程序能够在污水处理控制工作中稳定运行。在程序设计阶段，应当充分考虑系统各个模块之间的独立性。如此，一个功能模块发生问题，并不会对其他正常的模块产生根本性的影响，其他模块的功能也能够得到保障。另外，在模块化编程阶段充分考虑模块的可拓展性。确保模块能够在此基础上改进和完善，以适应不同发展階段的工作需求，满足污水处理控制工作可能出现的新需要。此外，根据污水处理工作的具体需求，西门子PLC控制系统需要具备集散型系统设计的功能，主要分为管理层设计和控制层设计两大类。在职责划分方面，管理层负责监控污水处理、数据分析等，设计层负责自动进行污水处理工艺的操作等。
4 结语
综上所述，西门子PLC控制系统具有操作智能、简便，程序简单易懂，性价比和参数较高等优势，可以在短时间内实现有害物质有效净化。西门子PLC控制系统可以应用到污水处理工作的各个阶段当中，可以实现多个阀门的随时操控，数据信息的反馈分析、实时监控等，显著提高了污水处理的工艺，提高了污水处理工作的效率，能满足新时期污水处理工作的需求，对于当前城市污水处理也十分适用。
参考文献
[1] 郝智刚.西门子PLC控制系统在污水处理控制中的应用[J].居舍，2018（8）：158.
[2] 于京宇.西门子PLC在污水处理中的应用[J].世界有色金属，2018（6）：269-270.
[3] 吴乐明.西门子PLC控制系统在污水处理控制中的应用[J].科技创新与应用，2018（21）：165-166.
[4] 杨锦春.基于PLC的污水处理控制系统设计[J].智库时代，2017（17）：185，187.
[5] 李轩青，田丽红.基于西门子S7-300的城市污水处理自控系统[J].科技情报开发与经济，2010，20（33）：106-107.
[6] 葛广进.自动化控制系统在污水处理中的应用设计[J].现代制造技术与装备，2019（2）：190-193.
[7] 甘国强.污水处理自动化控制系统的控制策略[J].电子技术与软件工程，2018（16）：109.
[8] 钱伯章.西门子公司为中国石化炼油厂提供污水处理系统[J].石油炼制与化工，2014，45（4）：63.
[9] 王建华，王建华.基于西门子S7-300PLC的SBR污水处理系统设计[J].中国金属通报，2014（13）：41-43.
[10] 孙立刚，刘广顺.智能化污水处理监控系统的应用研究[J].化工自动化及仪表，2016，43（12）：1336-1339.
[11] 胡维维.污水处理控制系统的研究与设计[D].天津职业技术师范大学，2016.