基于PLC控制污水處理系統(tǒng)的設(shè)計研究

引言

目前隨著我國科技的高速發(fā)展,脫貧空間戰(zhàn)的號角吹響,各類中小型企業(yè)如雨后春筍般覆蓋大地,帶動了人們脫貧致富,但各類工業(yè)廢水量也在飛速暴漲。據(jù)有關(guān)資料顯示,我國工業(yè)污水處理項目工程建設(shè)投資已超過幾千億元,其中工業(yè)污水處理設(shè)備投入約300億元。但由于污水處理自控系統(tǒng)落后,如不迅速制定合理方案,盡快解決污水處理成本代價高等問題,勢必會阻礙各地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。那么怎樣才能快速高效地對污水進(jìn)行處理,減少環(huán)境污染,真正實現(xiàn)變廢為寶呢?

在如今自動化、信息化、智能化飛速發(fā)展的大環(huán)境下,PLC技術(shù)正以摧枯拉朽之勢沖在科技前沿,基于此背景,各大中專院校的機(jī)電專業(yè)都開設(shè)了PLC編程與應(yīng)用的相關(guān)課程,尤其是順序功能控制指令的引入更使得復(fù)雜問題變得簡單、直觀。因此,利用PLC順控功能指令設(shè)計污水處理系統(tǒng)無疑是目前較環(huán)保、科學(xué)、高效的選擇。本文據(jù)此結(jié)合PLC編程與應(yīng)用課程教學(xué)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行了基于PLC控制污水處理系統(tǒng)的設(shè)計。

1系統(tǒng)組成設(shè)計

1.1系統(tǒng)控制要求與總體結(jié)構(gòu)

圖1為模擬污水處理混合裝置。操作人員開啟電源開關(guān),污水進(jìn)水閥得電,相關(guān)指示燈亮,同時污水流入污水處理罐:當(dāng)進(jìn)罐污水達(dá)到液面?zhèn)鞲衅鱏L1處時,SL1接通,關(guān)閉污水進(jìn)水閥且進(jìn)污水指示燈熄滅:打開1號除污劑進(jìn)閥且1號除污劑指示燈亮,30S后1號除污劑進(jìn)閥關(guān)閉,濁度傳感器SL3接通,判別污水污染情況,若為重污水則開啟輕重污水開關(guān),2號除污劑進(jìn)閥得電打開,2號除污劑流入污水處理罐,同時2號除污劑指示燈亮,20S后關(guān)閉2號除污劑進(jìn)閥。攪拌電機(jī)開始工作且攪拌電機(jī)指示燈亮,3min后攪拌電機(jī)停止且燈滅,凈水排出閥開啟放出除污過的水,放凈水指示燈亮,放水到液面?zhèn)鞲衅鱏L2處時,SL2接通,關(guān)閉凈水排出系統(tǒng)且熄滅放凈水指示燈,開啟排污系統(tǒng)且排污指示燈亮,延時2min關(guān)閉排污系統(tǒng),進(jìn)入下一循環(huán)。1.2PLC選型及I/o地址分配

根據(jù)設(shè)計要求、控制要求及學(xué)校實驗室條件,本文選定三菱Fx2N-48MRPLC,該型號的PLC擁有24路輸入、24路(繼電器)輸出,而本例實際只需6路輸入、17路輸出,輸入、輸出都留有余量,完全滿足要求?？刂莆鬯幚硐到y(tǒng)裝置的I/0地址分配如表1所示。

圖1模擬污水處理混合裝置

2程序設(shè)計

除污罐中的污水處理按任務(wù)要求可細(xì)分為7個控制過程,這些控制過程間存在嚴(yán)格的時序關(guān)系,據(jù)此可用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖SFC語言來描述順序結(jié)構(gòu)的狀態(tài)編程,并將SFC程序轉(zhuǎn)換成步進(jìn)梯形圖程序。圖2為污水處理裝置步進(jìn)控制狀態(tài)流程圖,根據(jù)此狀態(tài)流程圖,編寫出SFC程序梯形圖,如圖3所示。

2.1用SFC編程說明

程序中的S0為初始狀態(tài),S20~S25為SFC的中間狀態(tài)。在該程序中,若想增刪某些功能,只需添加或刪除某個功能塊即可,相關(guān)狀態(tài)繼電器會自動分配。

十字交叉圖形中的橫短線表示轉(zhuǎn)移條件,且每步條件都要標(biāo)明。豎長線表示轉(zhuǎn)移方向,為系統(tǒng)自動生成,若要跳轉(zhuǎn)出現(xiàn)轉(zhuǎn)移箭頭,需要編輯。

2.2部分功能指令

M8002:PLC通電瞬間接通一個掃描周期,激活程序的初始狀態(tài)。

ZRST:復(fù)位組合指令,觸發(fā)信號來時所轄程序全部清零。

3結(jié)語

本文利用三菱GXdeveloperv8.86軟件編程后,借助GXSimluaor6cn仿真軟件模擬運行發(fā)現(xiàn)完全能實現(xiàn)預(yù)想功能,在本設(shè)計中采用三菱FX2N-48型可編程控制器的硬件配置設(shè)計在生產(chǎn)中是完全可行的,并且由于PLC具有高可靠性、強(qiáng)靈活性、對工作環(huán)境的要求較低及抗干擾性能好等優(yōu)點,使其完全可以將操作人員從惡劣的現(xiàn)場環(huán)境中解救出來。另外,在實際應(yīng)用中如果采用PLC控制污水處理裝置,不僅資金投入較少、控制精度高,而且還很容易隨時修改可編程控制器程序,以改變污水處理裝置的工作時間和工作狀態(tài),滿足不同程度污水處理的需求,具有很高的推廣價值。