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摘要：随着城市建设的快速发展，日常生活中产生的污水以及废水量越来越大，使得污水处理厂面临着前所未有的压力，因此各个污水处理厂需要升级自己的硬件配置来提高污水处理的效率和应变能力，而自动化技术在厂区管理中的广泛应用便能满足这方面的需要，从而确保城市污水厂的达标排放和下游接纳水体的水质安全。因此本文对PLC技术在污水处理自控系统中的应用进行研究和探讨。
关键词：PLC技术；污水处理；自控系统
Abstract: with the rapid development of city construction, the daily life of the sewage and waste water from increasing amount, make the sewage treatment plant facing unprecedented pressure, so each sewage treatment plants need to upgrade their hardware configuration to improve the efficiency of wastewater treatment and strain capacity, and automation technology in the management of the factory and widely used to meet this need, so as to ensure that a city of wastewater treatment plant of drainage standard and accepted the security of water quality water downstream. So in this paper, the PLC technology in wastewater treatment of the application of the automatic control system are studied and discussed.
Keywords: PLC technology; Sewage treatment; Automatic control system
中图分类号：U664.9+2文献标识码：A 文章编号：
一、PLC技术在污水处理自动控制系统的特点
城市污水处理厂的主要作用是对城市生活污水以及工业废水经过处理后达到设计排放标准，可以说污水处理厂在节能减排，减少污染，保证接纳水体水质安全方面有着非常重要的作用。其中机电设备无疑是整个污水处理厂的核心环节，现阶段的污水处理设备主要包括格栅除污机、提升泵、机械格栅、砂水分离器、抽砂泵、鼓风机、各种空气阀、刮泥机以及吸泥机等，为了加强城市污水处理厂的污水治理能力，需要对污水处理厂的机电设备进行严格的信号管理。
PLC是可编程控制器的简称，主要是由CPU中央处理器、储存器、输入/输出模块、扩展模块以及电源组成的数字式电子控制设备，它是由摸仿原继电器的控制原理发展而来的，在电气控制技术和计算机技术的基础上将自动化与计算机、通信技术融合成一体的现代化工业控制装置。由于我国城市不断加快，日常生活产生的污水以及废水量越来越大，必须要重视污水处理自动控制系统的研究工作，确保城市饮用水的安全供应，因此本文主要探讨PLC技术在污水处理自动控制系统中的应用。基于PLC污水处理控制系统工作流程示例如下图1所示：
图1 基于PLC污水处理控制系统工作流程图
由例图可知，污水由进水泵提升流经粗格栅以及洗污机联合作业的环节，去除了污水中较大的杂物后进入除砂池，在转股清污机与细格栅共同作用下，除去污水中的一些细小杂物，并且沉淀污水中的沙粒；经过滤后的污水进入到氧化沟反应池，通过生物氧化作用分解污水中的有机物，以及消毒、调节污水pH值，在此环节中进水泵房有超声波液位计通过PLC可控制进水泵房的水泵是否开启，格栅有液位差计可以通过PLC控制除渣清污机的运行，氧化沟有溶解氧仪和超声波污泥浓度仪，隨时检测沟内的溶氧量和污泥浓度，并且将检测结果传输到PLC系统中，通过PLC控制曝气系统的工作状态和所需的活性污泥量，以调节污水中的氧气含量和剩余污泥的排放量；经过氧化反应后的污水进入到二次沉淀池，经PLC控制刮泥机和吸泥机的开停，在刮泥机和吸泥机的作用下，对污水进行物理沉淀；最后经过离心式污泥脱水机处理后，排出清水。
二、PLC技术在污水处理自动控制系统中的应用
通过对污水处理自控系统的工作流程进行分析，可以看出氧化沟反应池是PLC技术应用的关键所在，以下就对污水处理控制系统的设计与应用进行具体分析：
（一）氧化沟系统的功能设计
以安装转碟曝气机的氧化沟为例。在氧化沟反应池中，PLC主要是通过控制转碟曝气机来调节污水中的含氧量。氧化沟系统主要可以分为氧化沟以及污泥回流系统两大部分，其中氧化沟系统是整个污水处理自动控制系统当中的关键环节，因此涉及到的PLC技术比较复杂，控制功能也相对较多，其中就包括转碟曝气机和潜水搅拌机的控制；污水回流系统主要由污泥回流泵构成。污水回流系统的污泥回流泵将剩余污泥以及回流污泥进行集中处理，该设备的运行与停止主要是根据泵房内的液位传感器的状态，当液位低于设定值时，通过PLC控制回流泵停止运行，而当液位高于设定值时，通过PLC控制回流泵启动运行，如果当液位超过警戒位置时，回流泵在停止运行的同时还还会发出警报信号。
（二）PLC的资源配置
PLC控制系统主要包括信息采样、输入选择、内部处理、输出执行四个阶段，输入、输出模块是PLC与被控制对象的之间的接口，按照输入/输出信号性质的不同，可以分为开关量和模拟量模块，合理的选择I/O点数不仅能够满足系统控制的要求，而且还能使系统总投资量降到最低。按照图1污水处理系统的功能，需要对I/O进行输入输出信号配置，具体如下表1～2所示：
根据输入/出端的地址分配，设计出污水处理自控系统的连线方式。在PLC自动控制系统当中，所有输入、输出设备都是由控制面板进行控制的，PLC自动控制系统根据传感器在现场传递来的信息决定下一步具体操作。在这一环节当中，就是用到了接触器，例如格栅接触器、清污机接触器、潜水泵接触器、分离机接触器、手动转碟曝气机接触器、潜水搅拌机接触器、刮泥机接触器、污泥回流泵接触器以及离心式脱水机接触器，这些接触器都使用额定电压为220V，额定电流为9A的交流电接触。这是一个简单的PLC示例，通过升级PLC控制技术，大大提升了该污水处理厂的处理能力，节约了人力成本。
三、结束语
PLC技术在污水处理自动控制系统中的应用，使得生产操作过程更加方便，而且功能更加强大。通过PLC技术提供的人机界面不仅能够实时监控污水处理的全过程，而且还可以通过PLC提供的操作平台，对污水处理的每一个环节进行有效控制。此外通过PLC技术与主控制器之间的通讯连接，还可以对污水处理的各项数据资料进行在线传输，进一步实现远程控制，保证了污水处理系统安全运行的同时，也为城市生活的水源供应提供了可靠保证。
参考文献：
[1]张艳.基于一体化活性污泥法的城市污水处理控制系统研究[D].重庆大学，2006年.
[2]凌霄.基于PLC的粗放式控制系统在曝气生物滤池的应用[J].工业安全与环保，2008年第12期.
[3]宋岩.污水处理控制系统设计与建模研究[D].江南大学，2008-06-01.
[4]高标.SBF在城市生活污水处理中的应用研究[J].环境科学与管理，2011年01期.
[5]祝妍华.我国城市污水处理事业的现状及发展趋势[J].江苏环境科技，2008年S1期.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：PLC技术；污水处理；自控系统
Abstract: with the rapid development of city construction, the daily life of the sewage and waste water from increasing amount, make the sewage treatment plant facing unprecedented pressure, so each sewage treatment plants need to upgrade their hardware configuration to improve the efficiency of wastewater treatment and strain capacity, and automation technology in the management of the factory and widely used to meet this need, so as to ensure that a city of wastewater treatment plant of drainage standard and accepted the security of water quality water downstream. So in this paper, the PLC technology in wastewater treatment of the application of the automatic control system are studied and discussed.
Keywords: PLC technology; Sewage treatment; Automatic control system
中图分类号：U664.9+2文献标识码：A 文章编号：
一、PLC技术在污水处理自动控制系统的特点
城市污水处理厂的主要作用是对城市生活污水以及工业废水经过处理后达到设计排放标准，可以说污水处理厂在节能减排，减少污染，保证接纳水体水质安全方面有着非常重要的作用。其中机电设备无疑是整个污水处理厂的核心环节，现阶段的污水处理设备主要包括格栅除污机、提升泵、机械格栅、砂水分离器、抽砂泵、鼓风机、各种空气阀、刮泥机以及吸泥机等，为了加强城市污水处理厂的污水治理能力，需要对污水处理厂的机电设备进行严格的信号管理。
PLC是可编程控制器的简称，主要是由CPU中央处理器、储存器、输入/输出模块、扩展模块以及电源组成的数字式电子控制设备，它是由摸仿原继电器的控制原理发展而来的，在电气控制技术和计算机技术的基础上将自动化与计算机、通信技术融合成一体的现代化工业控制装置。由于我国城市不断加快，日常生活产生的污水以及废水量越来越大，必须要重视污水处理自动控制系统的研究工作，确保城市饮用水的安全供应，因此本文主要探讨PLC技术在污水处理自动控制系统中的应用。基于PLC污水处理控制系统工作流程示例如下图1所示：
图1 基于PLC污水处理控制系统工作流程图
由例图可知，污水由进水泵提升流经粗格栅以及洗污机联合作业的环节，去除了污水中较大的杂物后进入除砂池，在转股清污机与细格栅共同作用下，除去污水中的一些细小杂物，并且沉淀污水中的沙粒；经过滤后的污水进入到氧化沟反应池，通过生物氧化作用分解污水中的有机物，以及消毒、调节污水pH值，在此环节中进水泵房有超声波液位计通过PLC可控制进水泵房的水泵是否开启，格栅有液位差计可以通过PLC控制除渣清污机的运行，氧化沟有溶解氧仪和超声波污泥浓度仪，隨时检测沟内的溶氧量和污泥浓度，并且将检测结果传输到PLC系统中，通过PLC控制曝气系统的工作状态和所需的活性污泥量，以调节污水中的氧气含量和剩余污泥的排放量；经过氧化反应后的污水进入到二次沉淀池，经PLC控制刮泥机和吸泥机的开停，在刮泥机和吸泥机的作用下，对污水进行物理沉淀；最后经过离心式污泥脱水机处理后，排出清水。
二、PLC技术在污水处理自动控制系统中的应用
通过对污水处理自控系统的工作流程进行分析，可以看出氧化沟反应池是PLC技术应用的关键所在，以下就对污水处理控制系统的设计与应用进行具体分析：
（一）氧化沟系统的功能设计
以安装转碟曝气机的氧化沟为例。在氧化沟反应池中，PLC主要是通过控制转碟曝气机来调节污水中的含氧量。氧化沟系统主要可以分为氧化沟以及污泥回流系统两大部分，其中氧化沟系统是整个污水处理自动控制系统当中的关键环节，因此涉及到的PLC技术比较复杂，控制功能也相对较多，其中就包括转碟曝气机和潜水搅拌机的控制；污水回流系统主要由污泥回流泵构成。污水回流系统的污泥回流泵将剩余污泥以及回流污泥进行集中处理，该设备的运行与停止主要是根据泵房内的液位传感器的状态，当液位低于设定值时，通过PLC控制回流泵停止运行，而当液位高于设定值时，通过PLC控制回流泵启动运行，如果当液位超过警戒位置时，回流泵在停止运行的同时还还会发出警报信号。
（二）PLC的资源配置
PLC控制系统主要包括信息采样、输入选择、内部处理、输出执行四个阶段，输入、输出模块是PLC与被控制对象的之间的接口，按照输入/输出信号性质的不同，可以分为开关量和模拟量模块，合理的选择I/O点数不仅能够满足系统控制的要求，而且还能使系统总投资量降到最低。按照图1污水处理系统的功能，需要对I/O进行输入输出信号配置，具体如下表1～2所示：
根据输入/出端的地址分配，设计出污水处理自控系统的连线方式。在PLC自动控制系统当中，所有输入、输出设备都是由控制面板进行控制的，PLC自动控制系统根据传感器在现场传递来的信息决定下一步具体操作。在这一环节当中，就是用到了接触器，例如格栅接触器、清污机接触器、潜水泵接触器、分离机接触器、手动转碟曝气机接触器、潜水搅拌机接触器、刮泥机接触器、污泥回流泵接触器以及离心式脱水机接触器，这些接触器都使用额定电压为220V，额定电流为9A的交流电接触。这是一个简单的PLC示例，通过升级PLC控制技术，大大提升了该污水处理厂的处理能力，节约了人力成本。
三、结束语
PLC技术在污水处理自动控制系统中的应用，使得生产操作过程更加方便，而且功能更加强大。通过PLC技术提供的人机界面不仅能够实时监控污水处理的全过程，而且还可以通过PLC提供的操作平台，对污水处理的每一个环节进行有效控制。此外通过PLC技术与主控制器之间的通讯连接，还可以对污水处理的各项数据资料进行在线传输，进一步实现远程控制，保证了污水处理系统安全运行的同时，也为城市生活的水源供应提供了可靠保证。
参考文献：
[1]张艳.基于一体化活性污泥法的城市污水处理控制系统研究[D].重庆大学，2006年.
[2]凌霄.基于PLC的粗放式控制系统在曝气生物滤池的应用[J].工业安全与环保，2008年第12期.
[3]宋岩.污水处理控制系统设计与建模研究[D].江南大学，2008-06-01.
[4]高标.SBF在城市生活污水处理中的应用研究[J].环境科学与管理，2011年01期.
[5]祝妍华.我国城市污水处理事业的现状及发展趋势[J].江苏环境科技，2008年S1期.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。