污水處理系統中PLC控制系統的設計

李兵

摘要：污水處理設施對保證人民群眾的身體健康具有重要作用，因此目前許多產業都有污水處理系統，其中國家衛生部明確規定醫院必須要有污水處理設施，從而保證醫院內部醫護人員以及患者及其家屬的健康。為了保證污水處理系統能夠得到安全、穩定、可靠的運行，醫院污水處理系統需要充分利用現代科技控制、管理系統，從而達到污水處理系統的優化運行。

關鍵詞：污水處理;處理系統;PLC;控制系統;系統設計

中圖分類號：TP273;X703?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1672-9129（2020）16-0056-01

1 PLC控制系統的應用

PLC控制系統在國外的應用范圍相對廣泛，普遍用于電力行業、機械制造行業、汽車行業、石油行業、鋼鐵行業、化工行業以及交通運輸行業等。PLC控制系統在醫院污水處理系統中的應用，可充分應用其可編程邏輯控制器，將其應用在處理系統的控制器上，能夠實現控制系統的作用，也能夠將其應用于計算機中作為上位機，通過網絡與PLC控制系統相連接，能夠對醫院各個生產過程進行實時監控。

2 PLC控制系統在醫院污水處理系統中的應用

2.1 PLC控制系統分析。醫院的污水處理系統包括醫院各個科室的排放水預消毒控制系統以及整個污水處理系統。其中，各個科室的排放水預消毒控制系統主要是處理物化反沉淀，通過控制處理池的液位從而達到良好的處理效果，在整個系統當中，其組成部分有控制器、執行器、變送器、傳感器等，可利用PLC控制系統對其中一個控變量進行控制，如液位。在消毒部分，需要使用專用的消毒泵設置加藥，在液位到達一個指定的位置或者科室下班之后，預消毒池就會開始進行消毒，消毒完畢之后將其排放到調節池當中。另外，醫院整個污水處理系統的功能主要是依靠PLC控制系統完成，在污水凈化系統當中，基本控制系統主要由氧化反應池、調節池以及沉淀池構成。

2.2 PLC控制系統的硬件構成。在醫院污水處理系統當中，互聯網遠程通信功能的計算機是上位機，而醫院各個科室的PLC控制系統與處理站PLC控制系統屬于下位機，通過智能控制器可充分利用以太網對醫院形成一個污水處理局域網。PLC控制系統能夠采集并處理所有控制設備的數字模擬量，通過監控管理機的通信電纜，PLC控制系統能夠采集氧化反應池內的空氣流量、液位、總水量以及DO儀等參數，還能通過通信電纜將各種參數傳送到上位監控管理機當中。操作人員可以通過上位機發出控制指令，PLC控制系統則能夠對現場的數字模擬量進行采集并處理，再根據上位機發出的指令輸出控制信號，這一方法能夠有效降低風險。在整個監控系統當中，可采用三菱先進的FX3N系列可編程控制器作為輔助系統，能夠獨立完成數據采集功能以及控制功能，且其抗電子噪聲干擾特性已經達到工業級別。

2.3 PLC控制系統的工作原理。醫院污水經過以及處理系統之后較大的顆粒物被攔截，在沉淀池當中過濾泥沙，而后進入二級污水處理設備當中。計量槽可以準確測量出污水的實際流量，調節池則能夠對水流起到一個穩定作用，確定水流到達規定的水位之后，污水提升泵就會將污水排入到消毒池當中，在這一情況下，二氧化氯發生器就會對污水的流量進行測量，測量裝置為原料計量泵，在溫度控制裝置當中，可以將空氣與原料相混合，產生CIO2氣體。水射器也會同時開始運作，產生的CIO2氣體會與清水進行混合產生CIO2消毒液，將消毒液均勻且定量的投入到消毒池當中，能夠將污水中含有的病毒與細菌滅殺;當消毒池的液位達到一定程度之后，污水泵與計量泵就會停止工作，水射器則會持續工作到設定的時間。消毒池中的水經過消毒之后需停留一段時間，保證將污水中的細菌與病毒等完全滅殺。為了達到國家規定的污水含氯量，脫氯池需要將消毒后的污水中的殘留氯降低，最終通過污水提升泵排水。

PLC控制系統在醫院污水處理當中發揮的作用主要是實現信號的實時采集、報警信號檢測以及開關量檢測等，PLC屬于一種控制系統，也就是一種控制設備，將PLC控制系統應用在醫院污水處理系統當中具有一定的局限性，主要表現在無法將現場的數據實時顯示，如各種實時圖形、錯誤狀態的顯示等，同時也不能依靠PLC控制系統保存大量的歷史數據。同時，由于不能顯示系統使用方法以及操作指示，因此并沒有良好的界面，上述的功能均需要通過HMI監控人機界面完成。

2.4 PLC控制系統的設計。傳統的PLC控制系統設計通常是采用梯形圖設計方法，其邏輯符號與接觸器、繼電器等系統原理圖的響應符號相似，因此對于工程人員來說，PLC控制系統的編程相對簡單，且工程人員也能盡早熟悉PLC控制系統。但是PLC控制系統屬于一種較為復雜的系統，在梯形圖設計當中需要應用大量的繼電器完成系統的記憶、互鎖以及自鎖等功能，工程人員在編程時需要考慮到較多的情況，分析起來比較困難，因此在對系統進行設計時需要花費相當長的時間。應用順控功能圖可以有效解決這一問題，順控功能圖的應用不但能夠促使系統動作容易理解，還能達到嚴密的表達功能，只要對各個工序進行簡單的順序設計就能保證系統可以正常運行，設計者不用對PLC控制系統進行復雜的程序設計，節約時間。

結語：綜上所述，醫院污水處理系統中應用PLC控制系統的優勢較多，能夠提升醫院污水處理的質量，同時應用現代先進的傳感器技術能夠對醫院污水中的有害物質排放進行嚴格控制，保障醫院醫護人員、患者及其家屬以及醫院附近居民的身體健康。在PLC控制系統的設計當中，可以充分結合順控功能圖的使用，不但能夠簡化PLC控制系統的應用，還能提升系統調試與故障檢查效率。

參考文獻：

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