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摘要：随着我国经济的快速发展，特别是制造业的高速发展，工业用水量急剧增加，随之工业污水也大量的产生．随着人们生活水平的日益提高，人均生活废水的产生也越来越多。我国的水资源总量虽然不算匮乏，但人均的淡水量比较少，还达不到全世界人均淡水量的１／４。国内淡水的分布很不均匀，进一步加剧了缺水区的用水负担，特别是缺水地区的工业制造业，其淡水资源的匮乏往往限制了相关产业的进一步发展。除上述因素之外，在水资源的使用上，节约意识并不是很强，浪费也比较严重，水资源的匮乏已经成为制约我国经济发展的一个重要因素。特别是极端缺水的地区，水资源问题甚至成为阻碍城市发展的最重要因素。为了做好污水处理工作，文章主要对基于PLC的污水处理控制系统设计方面进行研究，希望能够给相关人士提供参考价值
关键词：PLC；污水处理；控制系统设计
引言：
由于水资源短缺，随着科技进步和水资源减少，我国逐渐发展和研究出各种水的自动处理和控制系统，提高了水资源重复利用率。文章围绕基于PLC的污水处理控制系统设计进行分析，希望能够创造出新的水处理控制系统，提高水资源的利用效率。
一、PLC技术内容以及我国污水处理的现状简析
（一）PLC技术的含义
PLC全称为可编程逻辑控制器，是一个以微处理器为核心数字运算操作的电子系统装置，用于内部的储存程序之中，执行逻辑运算、顺序控制等指令，操控各种控制处理系统，从而达到控制各类工作生产的效果。PLC是微机技术与传统系统控制技术相结合的产物，PLC技术避免了传统系统控制技术复杂多变、可靠性低、灵活性差等缺点，充分发挥了我国微电子技术耗能低、通用性和灵活性强，操作简单的优点。通过PLC技术与传统系统控制技术结合，降低了PLC编程专业化的的难度，采用了通俗易懂的直观图表的方式，方便了工人的理解和操作，保障了控制系统的检修效果，促进了我国PLC控制系统技术的发展和进步。
（二）我国污水处理的现状
水资源的浪费和污染，严重破坏了生态平衡与稳定。水资源处理控制系统具有繁杂、高耗能的缺点，如何加强我国污水资源处理控制系统成为热点话题。只有促进我国水资源技术进步，加快我国水资源处理系统的完善，才能改变我国水资源短缺的现状。目前，受到政策推动和环保产业的迅速发展的影响，我国污水资源处理行业总体呈现良好的发展趋势，污水资源处理行业增长空间不断扩大，从而为我国污水资源处理控制系统的设计与创新提高了良好的发展环境。
二、基于ＰＬＣ控制系统设计
污水处理的复杂性决定了控制系统的复杂性．在诸多控制对象中既有模拟量又有0／1型的开关量，在控制的时序上既有实时控制又有顺序控制等。在系统运行期间有很多开关量需要检测，而实际的污水处理设备的各个部分在空间上相距比较远，增加了检测和控制的难度。
（一）系统方案设计
污水处理控制系统属于典型的工业控制范畴．采用ＰＣ计算机加ＰＬＣ控制器的结构．ＰＣ计算机以其强大的运算、存储和控制能力，承担着整个系统的控制、存储和人机交互工作。ＰＣ计算机通过通信网络可以方便地控制ＰＬＣ，并从ＰＬＣ中获得反馈状态及数据，根据反馈的状态值和数据完成相应的控制及存储。ＰＬＣ通过输入输出接口控制潜水泵、步进电机等相关受控设备。传感器网络通过输入输出接口将测量的过程量反馈给ＰＬＣ控制器，并进一步传送到ＰＣ计算机，便可以得知当前的状态，为下一步的操作提供依据。整个系统通过人机交互获得控制模式，根据传感器网络获得实时的检测数据，通过检测数据的动态对控制过程进行调整，使控制的结果趋于最优化。国内的污水处理行业所选用的ＰＬＣ种类很多，常用的有施耐德ＰＬＣ、三菱ＰＬＣ以及西门子ＰＬＣ。各公司的ＰＬＣ都有自身的控制优点，在污水处理方面均能满足基本要求。在大型程序的编写，使用的灵活性，程序及数据下载的方便性能满足日常需要。本系统从现场的实际情况和性价比的角度上选用西门子的Ｓ７－３００型ＰＬＣ．该款ＰＬＣ属于中小模型ＰＬＣ，在污水处理上能够满足数据采集和开关控制．Ｓ７－３００内部模块有数字量、模拟量、信号、电源和通信模块等，这不仅能满足控制需要也方便安装固定。Ｓ７－３００包含的指令集丰富，程序运行时处理的速度较快，编程较为灵活，控制结构层次分明．西门子公司的ＰＬＣ编程环境功能强大，编程界面直观，简单易学，编程语言可以使用编程语句、功能图块以及梯形图，编程灵活自由。Ｓ７－３００的主要功能有：通信地址配置、参数设置、硬件配置、程序存储、网络模型和软件编程。由于其完善的平台、较高的性价比，选用Ｓ７－３００作为控制器，能够满足工业控制大多数情况。
（二）液位控制
污水处理的控制过程有很多，其中关键的一个是沉淀池的液位控制。沉淀池的液位高低，决定了沉淀池中污水量的多少，污水量的多少决定药剂投放量的多少、处理时间的长短等，因此，液位控制是一个关键的指标。液位控制是控制领域中的一个经典控制，相关的控制算法非常多．由于污水属于不可压缩流体，无论哪种控制算法，要想保证液位的恒定，只需要保证流入与流出的体积相同即可。无论是流入还是流出，一般是通过潜水泵和阀门来控制，设进口潜水泵的功率为ｐｉ，进口阀门开度为θｉ，则进口流入的体积为Ｖｉ＝λｉｐｉθｉ，其中λｉ为固定常数，由系统决定．同理，出口潜水泵功率为ｐｏ，出口阀门开度为θｏ，出口流出的体积为Ｖｏ＝λｏｐｏθｏ．如果要保证液位恒定即Ｖｉ＝Ｖｏ，λｉｐｉθｉ＝λｏｐｏθｏ．可以通过调整潜水泵的功率或者阀门的开度保证液位的恒定。同理，要想实现液位的上升或者下降，只需要调整潜水泵的功率或者阀门的开度就可实现[1]。
（三）通信设计
为了保证ＰＣ计算机与ＰＬＣ控制器之间数据畅通，本系统选用现场总线ＰＲＯＦＩＢＵＳ．现场总线有多种，常用的有ＰＲＯＦＩＢＵＳ总线、ＲＳ４８５总线、ＣＡＮ总线等．每种总线不仅包含线序还有相关的通信协议。每种总线均有自身的优缺点，本系统中兼顾可靠与成本考虑，选用ＰＲＯＦＩＢＵＳ总线。ＰＲＯＦＩＢＵＳ总线以欧洲标准和德国标准为主，现已获得多家公司的支持。同时，ＰＲＯＦＩＢＵＳ总线的开放性，可以和满足协议要求的标准件相连接，现如今全世界有很多公司都能生产ＰＲＯＦＩＢＵＳ总线的接口设备。由于ＰＬＣ控制器选用的是西门子的Ｓ７－３００，所以现场总线也选用西门子的ＰＲＯＦＩＢＵＳ－ＤＰ总线[2]。
（四）总体流程
根据不同污水处理场合的要求，系统控制过程分为手动和自动控制两种．在手动模式下，每个ＰＬＣ控制器和相关设备可以单独控制，在自动控制异常，或者难以跟踪到最优运行结果时，使用手动控制．在自动控制下，通过控制模式的设置，和各个参数的阈值设置，系统会根据设置自动控制[3]。
结论：
简而言之，通过PLC技术和系统的更新与应用，保障了我国水资源处理系统设计的控制与创新。随着PLC技术与体系在水资源处理控制体系中的应用，促进了PLC技术的进步和完善，为PLC控制技术应用于其他方面工业生产提供了宝贵的经验教训[4]。
参考文献：
[1]张永寿，刘乃智.基于PLC和触摸屏的数字闭环流量控制水处理系统的设计及应用[J].中国医学装备，2018，（11）：12-14.
[2]孔德鹏，廖家平.S7-200PLC在中水回用汽水反冲洗DA型滤池中的应用[J].电气应用，2015，（6）：28-29，32.