關(guān)鍵詞：
S7-200
SMART
PLC
超濾系統(tǒng)
水處理
摘要：本文根據(jù)超濾設(shè)備的工作流程和控制要求，對(duì)其進(jìn)行電氣控制分析，在此基礎(chǔ)上采用西門(mén)子PLC完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)行和整個(gè)污水廠的控制聯(lián)動(dòng)，提高了出水水質(zhì)，完善了污水廠工藝。
一、現(xiàn)場(chǎng)工藝要求及設(shè)備概述
超濾設(shè)備是污水處理廠中的一個(gè)單元，生活污水經(jīng)過(guò)收集后，進(jìn)入生化處理，生化處理之后的水經(jīng)過(guò)超濾，納濾，反滲透之后才能達(dá)到排放或再次循環(huán)使用的要求。
根據(jù)污水廠的處理要求，需要150M3/H的處理量，經(jīng)計(jì)算需要30KW的循環(huán)泵供水。因此選用了ABB的變頻器。整個(gè)污水處理廠的電氣設(shè)備要求能夠聯(lián)網(wǎng)，可控可查看運(yùn)行狀態(tài)。考慮到成本問(wèn)題，選用了西門(mén)子200SMART系列的PLC，這個(gè)與其他設(shè)備聯(lián)網(wǎng)方便，可以采用PROFIBUS連接至主系統(tǒng)。
具體控制要求如下：系統(tǒng)具備一鍵啟動(dòng)功能，點(diǎn)擊一鍵啟動(dòng)，F(xiàn)1進(jìn)水閥、F4濃水閥、F6產(chǎn)水閥開(kāi)啟，30s（可設(shè)置）后供料泵自動(dòng)啟動(dòng)，60s（可設(shè)置）循環(huán)泵開(kāi)啟，循環(huán)泵頻率升至42Hz（可設(shè)置），正常運(yùn)行。
系統(tǒng)具備一鍵停機(jī)功能，點(diǎn)擊一鍵停機(jī)，循環(huán)泵頻率降至25Hz（可設(shè)置）后循環(huán)泵停，30s（可設(shè)置）后所有泵、閥門(mén)關(guān)。
系統(tǒng)具備一鍵沖洗功能（清洗水箱有足夠液位情況下）：設(shè)備停機(jī)狀態(tài)下，點(diǎn)擊一鍵沖洗，F(xiàn)2清洗進(jìn)水閥、F4濃水閥開(kāi)啟，30s（可設(shè)置）清洗泵開(kāi)啟，自動(dòng)沖洗開(kāi)始，30s（可設(shè)置）后，所有閥和泵同時(shí)關(guān)閉沖洗結(jié)束。
系統(tǒng)具備一鍵清洗功能（清洗水箱充滿一定液位自來(lái)水情況下）：設(shè)備停機(jī)狀態(tài)下，點(diǎn)擊一鍵沖洗，F(xiàn)2清洗進(jìn)水閥、F5、F7清洗回流閥開(kāi)啟，30s（可設(shè)置）清洗泵開(kāi)啟，自動(dòng)清洗開(kāi)始，30min（可設(shè)置）后，所有閥和泵同時(shí)關(guān)閉清洗結(jié)束。
其他功能有，高液位停機(jī)：產(chǎn)水池液位超過(guò)3m（可設(shè)置）時(shí)，報(bào)警并自動(dòng)一鍵停機(jī)。
手動(dòng)模式：切換手動(dòng)模式，自動(dòng)模式開(kāi)啟不了，屏幕內(nèi)泵、閥門(mén)只能手動(dòng)操作。
緊急停機(jī)：按下緊急停機(jī)，所有閥門(mén)、泵全部關(guān)閉。
F8自來(lái)水電磁閥單獨(dú)開(kāi)與停，但清洗水箱液位只要超過(guò)1.2m（可設(shè)置）時(shí)，F(xiàn)8自來(lái)水電磁閥自動(dòng)關(guān)閉。
二、電氣硬件設(shè)計(jì)
根據(jù)計(jì)劃，采用西門(mén)子200SMART系列的PLC。
系統(tǒng)由供水泵，循環(huán)泵，清洗泵三臺(tái)電機(jī)，7個(gè)電動(dòng)閥，1個(gè)電磁閥組成。
經(jīng)統(tǒng)計(jì)：
數(shù)字量輸入點(diǎn)有19個(gè)，分別是7個(gè)電動(dòng)閥的開(kāi)到位和關(guān)到位信號(hào)反饋，（共14個(gè)），3個(gè)水泵的故障反饋信號(hào)，2個(gè)按鈕信號(hào)（報(bào)警確認(rèn)，急停）。
數(shù)字量輸出點(diǎn)有13個(gè)，分別是7個(gè)電動(dòng)閥，1個(gè)電磁閥，3個(gè)水泵，1個(gè)蜂鳴器，1個(gè)報(bào)警燈。
模擬量輸入點(diǎn)有7個(gè)，分別是循環(huán)流量，濃水流量，進(jìn)膜壓力，出膜壓力，清洗水箱液位，納濾水箱液位，變頻器頻率反饋。
模擬量輸出點(diǎn)有1個(gè)，是變頻器頻率信號(hào)給定。
根據(jù)輸入輸出點(diǎn)，配置PLC如下：選用了SR40的CPU外加DP模塊。
三、電氣程序設(shè)計(jì)
根據(jù)工藝上的控制要求，編制PLC程序。
為方便檢修和維護(hù)，將各個(gè)功能要求做出子程序，然后在主程序中完成對(duì)個(gè)子程序的調(diào)用。這樣查閱方便，非常適合調(diào)試過(guò)程中對(duì)各單元功能分別進(jìn)行調(diào)試。
各子程序及調(diào)用如下：
四、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試
電氣接線完成后，對(duì)照電氣圖紙進(jìn)行線路校驗(yàn)，無(wú)誤后，通電，下載程序。
首先測(cè)試各輸入信號(hào)是否正確，完成硬件和程序的匹配。
然后點(diǎn)亮各輸出點(diǎn)，查看繼電器動(dòng)作是否正確，正確后，電機(jī)合閘，查看轉(zhuǎn)向是否正確，根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)整。
輸入輸出點(diǎn)校對(duì)完成后，進(jìn)行各功能流程的試車(chē)調(diào)試。
調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)如圖。
五、總結(jié)
目前，污水處理廠多采用西門(mén)子的整體系統(tǒng)。對(duì)于小型的設(shè)備來(lái)說(shuō)，輸入輸出點(diǎn)較少，如何保證成本的情況下完成自身的控制要求，且能夠并入污水廠的控制網(wǎng)絡(luò)中，S7-200SMART結(jié)合DP模塊給出了很好的答案。這套電氣系統(tǒng)能夠勝任水廠的處理要求，又比較經(jīng)濟(jì)適用，值得小型設(shè)備批量適用。
處理效果：從烏黑的垃圾水，到最后變?yōu)榍宄和该鞯乃?/p>
作者：王明旭
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