基于PLC控制的污水处理系统的设计

ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ　ＷＯＲＬＤ·　嬲　贵州大学电气工程学院刘磊　【摘要】随着计算机的高速发展现在计算机控制几乎可以运用在所有的工业控制中，进入２ｌ世纪社会更加要求工厂电气控制设备的简洁和灵　活，可编程逻辑控制器恰是适应这一要求呈现的，而污水处理系统的控制其要求自动化水平较高，所以用ＰＬＣ控制污水处理系统也成为了当　下的潮流，，，Ｆ／ｉ＃＿Ｊ￣ＳＢＲ（ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ　ｂａｔｈ　ｒｅａｃｔｏｒ）序批式活性污泥法则成为了小型污水处理系统的首选。　【关键词】ＰＬＣ；污水处理；ＳＢＲ＿Ｔ＿艺　表１各电气的参数　０引亩　随着国家大力的提倡环保和大力支持污水处理事业污水处理市　序　文字钓　号　号　名｛誉　数　期揸篁ｌ号　量ｐ　９　Ｙ系列ｐ　ＪＲｍ一２Ｄ　／ｌｌ￣，　釜　注　２　３　４　ＦＲ１～ｍｐ　Ｆ口１——ＦＩＨ　Ｆ　吨吲，机　燕ｉ睦蟠　三相窿漓异步屯动机　参照电动机靛电滚一　场进入了高速发展的时期，虽然尽管现在城市污水处理效率已经达　剁了百分之七ｔ，但是农村污水处理效率依然低下，所以农村乡镇　小型污水处理系统的推广和发展依然有着很大的空间。污水处理系　统的设计介绍污水处理厂中污水控制系统的组成、运作、及如何使　蝴Ｉ－野嚣一　甜断ｉＩ　ｉ２，　冀Ｌ１—１ｔ　９　躲１　８２　ｌ奢体２～１０＾　熔体２＾　６　ｆ　９　１４　ＱＦ　ＳＢ１　嗣Ｂ２　Ｓ露３．，　ｍ．，　！＾２　１ｌ柏　啊珏嚣一　起习啪鼬丑ｐ　停止按钮　转搬开关　电Ｉ菇棚　电磁潮Ｉ．，　电动阚门接墨·　１　可缠程扁Ｅ｜堂制　器　Ｃ‘５＾Ｄ　Ｌ＾Ｔ３ｆ　１　１Ｏ　１　脱扣电溃１ｏ　姆色一　红包一　手动伯耐辟射典　绒■Ｉ　匿：ｉｇ２２２０￣，ａ　线■电压：＾ｃ２２ｏ　害划墨Ｉ呖ｌ上ｃ２２　＾Ｃ∞Ｏ·０Ｏ●ｐ　宝睦电器辘出一　用ＰＬＣ实现自控控制的功能，实现污水处理厂中污水处理设备的科　学管理和减轻人们的工作劳动强度，大大提高污水处理的效率。　Ｌ＾　３Ｔ　Ｌ＾Ｔ３　一Ｄ２　Ｗ　‘９　ＺＣ卜∞＾　ＺＣＴ　１５　Ｌ姓２ｏ一１　１ｉ　Ｅｌｎ　叫弧ｏ　叟漉接麓嚣　１　硬件电路的设计污水处理流程　１．１设备的构成及作用　污水处理系统中需要用到９个电机。所有的电机都是三相交流　电源式的电机，格栅除污机能够将较为大型的污水中的污染杂质清　２污水处理的工艺流程　（１）进水阶段　运行周期从污水进入反应器的那一刻开始。进水的时间可以由人　认为的设定取决于很多种的因素包括设备本身的特点和所处理的污水　除在外，同时它在间歇式运行和一般式的运行中有着不同的工作状　态，其中在一般连续式的进水中格栅除污机是每隔一段时间起动一　次，只启动粗格栅机，因为在一般连续进水中耗电量较大所有为了　经济的方面考虑只启动一台，在间歇式进水的条件下因为一般来说　足对于排污准许条件较高的情况下进行的此时的格栅除污机子在进　入集水池的过程中经过粗格栅和细格栅机子，对于污水中的较大的　叮见污染物和较小的可见污染物进行清除，由于是间歇式的进水方　目标，进水阶段的主要作用在于确定反应器中的水力特征，如果进水　的阶段较短，其特征就会像瞬时的工艺负荷，系统类似于多级串联构　型的连续的污水处理工艺。在这种情况下，微生物刚刚开始就接触了　高浓度的有机物和其他的成分。但是各个组分的浓度随着时间的变长　而慢慢的降低。相反地，如果进水阶段的时间长，则瞬时的负荷就下　了很多，系统的性能能够类似于完全混合式连续处理工艺。这就意味　式所以在污水进入反应池之后粗格栅机和细格栅机都停止运行等到　卜一个进水的周期才能再一起的开启这样的起动方式也是最经济节　约的方式。　着微生物首先会接触到浓度比较低且相对稳定的污水。　（２）反应阶段　进水结束后，反应阶段是ＳＢＲ工艺中最为重要的阶段　此时进　电机采用的是Ｙ系列的三相异步电动机，滗水器是重要的组成　的部分它可以将上部的清水进行排出，排入清水池的内部同时又　不会干扰反应池中Ｆ层部分的污泥，不会对于已经经过处理的污水　进行＝：次的污染，滗水器的种类很多种对于ｓＢＲ工艺流程来说采用　机械式的滗水器可以大大的节省建造的成本经过计算和实验，采用　水阀门关闭，空气阀门打开，同时潜水搅拌机和鼓风机开始运行，　开始进行曝气。曝气的时长一般在７．５小时左右。实际上，这些反　应其实是对微生物生长和基质的利用过程。　（３）沉淀阶段　熔体为２Ａ￣ｔＪ１０Ａ的熔体是最符合设计要求，断路器使用脱口电流为　ｌ　０Ａ的断路器使得主电路能够在及时地与控制电路进行断开保证主　电路与控制电路之间的安全。各电气的参数如表１所示。　在反应曝气时间到达后，潜水搅拌机和鼓风机停止运行，开　始进入沉淀阶段，开始重力分离沉淀和水体。沉淀有两个作用沉淀　出来的水要达到排放的要求和保留控制微生物控￣ｔｊＳＲＴ。　（４）排水阶段　１－２熔断器和断路器的参数的设定　（１）断路器ＱＦ参数。短路器是用作供电系统的开关设备，　其控制的主回路的负载为电感性的交流电动机，断路器的电流脱　ｒ］数值按照电动电动机的启动电流１．８倍整流，因为ＳＢＲ工艺中　彳『一台３ＫＷ的电动机，启动的电流较大，其余的电动设备的启　ＳＢＲ反应池中的水达到设定高度，经过沉淀后进入排水阶段，　此滗水器启动，将上清的水缓缓地排出，当ＳＢＲ反应池中的水到底　设定的最低液位时，滗水器停止运行，同时排污泥泵在滗水器停止　之后开始运行，将剩余的污泥排出。　动电流较小，所以可以根据３ＫＷ电动机选择开关ＱＦ的脱扣电流　ｌ＝１．８×６＝ｌ０．４Ａ．所以选用Ｉ＝ｌＯ．４Ａ的断路器。　（２）熔断器ＦＵ熔断体的额定数值的计算。以曝气机为例，　Ｉ　＞２１Ｎ＝２×２．５Ａ＝５Ａ，所以需要选择额定数值为５Ａ的熔断器，其　３　ＰＬＣ的接线及其硬件组态　３．１　ＰＬＣ的ｌＯ口分配　西门子ＰＬＣ有着很高的性价比在国际市场和国内的市场中占有　余熔断器的额定电流也是按照这种方法进行计算，控制电路的熔断　器额定电流选用２Ａ。　·１７８·申子世界　ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ　Ｗ０ＲＬＤ·　很大的比例，并且ＰＬＣ　Ｓ７．３００系列在我国的各个行业中有着非常多　的使用，Ｓ７。３００是属于模块化的ＰＬＣ，它的各个部分都独立成块，　这些模块都可以安装在机架上面，属于是中小型号的ＰＬＣ，所以符　合ＳＢＲ污水处理系统中对于中小型化的要求，节省不必要的空间浪　费。ＰＬＣ的１０分配如图ｌ所示。　ｌｉｄ．ｏ　掣‘　ｊ　３．２　ＰＬＣ的硬件组态　打开ＰＬＣ　Ｍａｎａｇｅｒ，ｇｌ建一个新的项目，点击插入ＰＬＣ３００站点，　入ＰＬＣ３００站点，双击“硬件”图标进入硬件组态工具ＨＷ　Ｃｏｎｆｉｇ。　首先选中目录表中的ＲＡＣＫ一３００￣／［Ｉ入硬件导轨的组态，之后强硬件　目录中选中文件夹／ＳＩＭＡＴＩＣ　３００／ＰＳ／中的ＰＳ　３０７　５Ａ的模块把它加入　１号槽ｒ￣ＣＰＵ选用硬件目录的ＣＰＵ　３１　３，４号槽和５号槽中选分别使用　ｍ￣Ａｇ．－　ｌＤ．１　口一－Ｉ　ｉｌｌｑｉｌｌＬ　·　ｌ６点的ＤＣ　２４Ｖ数字量和ｌ６点ＤＣ　２４ｖ的数字量输出。如图２所示。　　ｔ＿蛄－　ｌＤ．２　ｑ■．｜　掣■　棚　ｍＩｎ｝　．聃　—ｒ－－Ｉｒ‘—－　、＇＼　＿　Ｋｍ一　４软件设计　在主程序ＯＢｌ程序中采用间歇式进水和…般连续进水的方式　如图３所示。　ｔ■蛳薹一一　Ｉ　●　ｑ‘　■　‘　●－．　■　■上曩，．　∞．。—晴■哩■Ｉ＿　审●—　，　１１０ｔ５ｍ．５　—＿ｖｌ一广１　＾一　－日舢鼍■瞳　：　Ｌ．ｘＭ∽　一　７　ｏ　ｑ一＇　ｑｓ＿ｚ　ｎ—■一　　●ｑ日ｆ１，，　■穑　—一　Ｉ１．童气＿曩忡　ｒ’　ＯＢ１００程序的设计如图４所示。　ｎ．１ｌ１．２　·≈■　Ｉ　‘　／　囊岬－Ｍ　　ＫＩｋ￣ｌｌ　ｎ．０　ｔ≈■‘　—■宣曼■■　＿■　ｌＬ４　ｎ．ｑ－　ｔｌ■一■　＿　—麓Ｉ＿　Ｌ．、＇＼Ｍ　Ｓ　●■粤　ｌＬ●·目　●　＿｜　—＿１卜—　＝　０７一，∞　１‘　———————ｏ　Ｃ）－———一　口岷２ｊＩＥ＾，　图１　ＰＬＣ的ＩＯ分配图　Ｉ　ｌ２．３　卜　卜　麓　’Ｉｌｌ　ＩＩ；ｍ　黼黩霪匿露　·　Ｉ　Ｉ　懂序强３：标题　；｝｝：Ｉ　一　鞘　ｌｌ　　＊　№　‰　蚋　，Ｉ　．ｊ　■＿　一　ｉ　《　●　－ｌ＿　％　鞠　一种薯　－　■一　强●　ｌ●ｔ　■甥　＿莹；　●　Ｔ　…　……　—肇　《＿『　’　ｉ　ｉ　ｊ　｛　图４　５结束语　——　：一　设计采用５１，ｂ工作模式分别是，一般连续进水模式、间歇式单　步进水模式、间歇式连续周期进水模式、　歇式单周期进水模式，　用户可以再操纵按钮上根据实际的情况选择水处理的模式，使得　ＳＢＲ处理工艺可以更好的运用在实际的污水处理中。　参考文献　望　【１１廖常初．ｓ７－３０Ｏ／４ＯＯ　ＰＬＣ应用教程ｌＭｌ北京：机械工业出版　社．２０１４．　【２】杨庆．序批式活性污泥法原理与应用【Ｍ１北京：科学出版社，２０１０　【３１许晓峰．电机与拖动【Ｍ】北京：高等教育出版社，２０（Ｉ【）．　【４１赵明．工厂电气控制设备（第二版）『Ｍ】■　京：机械工业出版社，２ｏ１４．　【５１邓长辉传感器与检测技术【Ｍ１．青岛：大连理工大学出版社，２０１４　【６ＩＴ学文．电力拖动运动控制系统　北京：机械工业出版社，！Ｉ）１４　【７】陈志强．污水生物处理新技术【Ｍ】．哈尔滨：哈工大出版社，２（１（１５　ｌ８】邱关源　电路原理【Ｍ１．北京：高等教育出版社，２０１２　【９１胡寿松．自动控制原理（第六版）【Ｍ】．北京：科学出版社．２０１３，　ｌ１【１１廖常初．跟我动手ｓ７—３００／４０（１　ＰＬＣＩＭ１．北京：机械Ｚ－业出版　社．２０１１．　作者简介：　刘磊（１９９４一），男，贵州贵阳人，贵州大学硕士研究生．主　要研究方向为检测技术与自动化装置。　图３　ｑ！－￣．－ｌｌｌ！ｆｉｌｌ·１７ｔ）·