张成光
南京冉畅自动化系统有限公司 江苏南京 210000
摘要：本文选择就污水处理的PLC控制系统设计这一论点进行分析和研究，为了确保分析和研究的全面性，设计如下研究框架。首先，阐述PLC控制系统理论定义，增加对PLC控制系统内涵以及主要构成的了解，为后文的分析奠定坚实的理论基础。其次，阐述污水处理的主要方法以及工艺流程，利于通过技术有效应用做好污水处理工作。最后，探索PLC控制系统PLC控制系统设计方法，力求在利用科学技术有效处理污水基础上，通过PLC控制系统科学设计，强化污水处理效果，提高城市污水处理效果，营造良好的社会环境。
关键词：污水处理；PLC控制系统；设计；举措
前言：社会的发展，科学技术的进步，提高了国民经济水平。为了实现社会的可持续发展，为大众营造更加优质的生活环境，应重视水质恶化问题的处理。目前，水质日渐恶化成为阻碍经济发展，影响大众生活质量的一大阻碍。为了有效解决此类问题，应重视城市污水的处理工作，应用PLC控制系统，应用SBR污水处理方法以及物理处理方法、化学处理方法以及微生物处理方法等，可以有效对城市中污水进行处理，可妥善处理掉生产以及生活中污水，降低污水对环境带来的不良影响。
1.PLC控制系统理论定义
PLC控制系统是建立在传统顺序控制设备技术之上，融入各个新型科学技术的功能，所设计的一种现代化新型的工业控制设备，如系统中融入通讯技术、自动控制化技术、计算机技术以及微电子技术等，确保系统的应用价值，提升PLC控制系统的抗干扰性以及可靠性。PLC控制系统取代传统的继电器设备、完善执行逻辑以及计数计时中不足，改变以往控制顺序以及模式，大力应用柔性控制理论进行管控，确保系统的有效应用。
2.污水处理的主要方法
其一，物理处理方法。该方法可以通过物理作用有效处理污水中的杂质，如较大的固体类杂质以及沉淀产生的泥沙等。
其二，化学方法。化学处理方法应用化学反应有效分解出污水内的某些物质，如，胶体形式的黏土颗粒等。此外，化学方法也可以调节酸碱度，控制PH值合理性。
其三，生物学方法。生物学方法主要是利用微生物对污水中的部分有机物质进行处理。生物学处理方法包括好氧与厌氧处理方法，两种方法交替处理，可确保处理效果最佳。
其四，SBR处理工艺[1]。SBR处理工艺完善以往污水处理方法步骤，经过沉淀以及厌氧和好氧处理，经过混合反应以及沉淀后，有效处理污水中的杂质以及泥沙等。SBR处理工艺的流程为，原污水进过细格栅后进入调节池，部分固体物料在调节池被过滤后，剩余污水流入混凝沉淀池中，流入气浮系统，部分浮渣被排除，气浮系统剩余的浮渣流入厌氧水解池以及接触氧化池和二沉池中，在各个环节处理后，污泥被排出到污泥浓缩池，后对污泥进行感化处理。
图1，是SBR处理工艺流程展示图
SBR处理工艺具有自身的优势，其工艺流程较为简单，应用较为灵活，具有较好的效果，且除磷脱氮效果显著，因此，值得应用和进一步推广。如上图1，是SBR处理工艺流程展示图。相关单位以及工作人员，在污水处理期间，可以依据此工艺流程开展污水处理工作。
3.污水处理的PLC控制系统设计
3.1软件系统的设计
软件系统的设计包括两种模式，其一为手动模式，其二为自动化模式。手动模式需要工作人员自身进行操作，管控各个环节的运行；自动化运行模式，可以充分发挥自动化设备优势，自动的处理并完成污水处理全过程。软件系统启动运行之后，结合实际需求选择污水的处理方式，也就是选择应用手动或者自动化处理方式。但是需要注意的是，不管是应用自动化模式还是手动模式，若是运行期间达到设定的时间，意味着污水处理工作结束，待清水有效排除后，系统对污泥进行有效的处理。
3.2硬件系统的设计
硬件系统的设计可以三菱出品的PLC控制系统（型号为FX2N-48MR），整个系统包括PLC以及各个外围电路，做好该硬件系统的设计，利于有效对排泥泵设备、鼓风机以及集水池的进水泵、SBR池的进水泵等进行管控。在该系统运行后，污水将经过粗格栅以及细格栅，把大块垃圾以及漂浮物质过滤清除，处理后的污水将流入到集水池中，待水位达到一定高度后，暂停进水。此时若是水位满足高水位标准，高水位的指示灯将给出提示，污水流入到SBR处理池中。当集水池内的水位逐渐降低成低水位时，可暂停排水，待低水位的指示灯发出指示后，再次泵入污水。若是SBR此内的污水满足高水位标准，暂停泵入污水，开启鼓风机设备吹风，间隔一段时间后，鼓风机将停止运行，上层清水从滗水器中排出。当水位出现下降现象，并满足低水位标准时，则指示灯再次发出警示继续处理污泥[2]。
3.3上位机监控系统的设计
上位机监控层体系的设计，基于本文选择的设备为西门子工控机，所以，选择应用WInCC 组态软件来制作监控的画面。工作人员也要利用上位监控系统，能够观察现场整体设备运行实际情况，利于及时发现故障及时处理。上位机监控系统的设计，应注意做好以下几个方面的工作。
其一，上位机和现场设备的连接。上位机监控层的设计重点与基础，为现场设备与上位机的通信设置。在设计期间，应优先点击运行控制面板，后点击网络与因特网，确保网络的连接后，与本地网络进行连接。保证网络系统有效连接后，点击属性图标，然后在属性的中找到和点击IPv4按键，然后在确定属性后，对IP地址以及系统掩码进行设计。
其二，监控画面系统的设计。登录界面设计期间，管理人员需要利用账号与密码来登录，然后对整个系统的运行情况全面监控。工作人员也要重视提升泵实际运行情况以及提升泵房中液位情况、SBR反应池内部污水处理设备运行情况，实时进行监督管理，及时记录污水各类参数以及处理进展，利于为下次工作提供理论参考依据[3]。
结束语：
综上所述，PLC控制系统具有自身的优势，其编程较为简单、抗干扰能力强、具有较好的可靠性，应用便捷。污水处理系统应用PLC控制技术，可以完善以往污水处理工作中不足，发挥信息技术、微电子技术以及自动化控制技术的优势，通过取代继电器设备、执行逻辑以及计数和计时来实现整个系统的管理，确保污水的处理效果。但是需要注意的是，要想发挥PLC控制系统的最大应用价值，要做好系统设计工作，包括软件系统（软件系统应结合实际选择自动活动手动模式）、硬件系统（硬件系统的设计可以三菱出品的PLC控制系统，型号为FX2N-48MR）以及上位机监控系统的设计工作，观察现场整体设备运行实际情况，利于及时发现故障及时处理。利于有效对污水净化处理，变废为宝并循环应用。
参考文献：
[1]王有成. 城市污水处理厂污水提升泵站自动化控制系统分析与研究[J]. 城市住宅,2020,27(08):235-236.
[2]罗含伟. 基于PLC污水处理厂的pH值自动控制系统设计与研究[J]. 云南化工,2019,46(09):75-76+79.
[3]邓若飞,宋柳. 基于神经网络PID算法的CASS污水处理控制系统设计[J]. 新型工业化,2019,9(08):95-98.