２０１０年第１０期 大众科技 Ｎｏ．１０，２０１０ （总第１３４期） ＤＡＺＨＯＮＧ ＫＥ Ｊ （Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｌｙ Ｎｏ．１ ３４） 基于ＰＬＯ控制和组态监控的生活污水处理系统 姚白莹 ’２ 芮贤义’ （１．苏州大学，江苏苏州２１５０２１；２．苏州市轻工业学校，江苏苏州２１５００３） 【摘要】介绍了用ＰＬＣ软件编程和组态王软件监控实现生活污水处理的方案，该系统对多台泵运行的ＰＬＣ控制以及对 整个系统进行组态监控，实现对污水处理全过程的显示和控制。 【关键词】生活污水；ＰＬＣ；组态王 【中图分类号】ＴＰ２７３ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１００８—１１５１（２０１０）１０—０１３４—０２ （一）引言 水，是一种非常珍贵的资源，世间万物都离不开它。然 而，水资源的年平均总量是一定的。其中，可利用的水资源 只占总数的１／３。如果水质受到污染，那么就没有清洁的淡 水可以使用了。 随着社会和经济的高速发展，环境问题日益突出，尤其 是在一些市政排水系统的管网不可能覆盖到的地方，如居民 ｌ； ； …露惑嘲一 ｔ ．｝－．－… ‘ 小区、学校、养老院等地方就没有较好的污水处理设施，这 些污水有些不经过处理直接排入江河，使得城市水环境的进 图１ 生活污水处理工艺流程 一步恶化，加剧了水资源的短缺。因此，要保证水资源的可 持续利用，关键是解决污染问题。对这些区域建立高度 （三）ＰＬＣ控制工艺流程 自动化的污水处理站是解决水污染问题的有效途径，处理过 由于生活污水处理水量相对较小，且要求投资低、运行 的中水再善加利用就可以达到节约水资源的目的。 费用少，便于操作、监控，因此，在设计时考虑采用ＰＬＣ对污 本文采用ＰＬＣ来控制生活污水处理系统，并添加组态王进 水处理过程实施自动化控制。其ＰＬＣ控制流程如图２所示。 行远程监控。使得整个系统具有可靠性高、控制性好、操作 简便等优点，确保了污水处理工艺和设备能够长期安全可靠 地运行。 圃 蕊 圈 （二）生活污水处理工艺流程 生活污水处理工艺流程如图１Ｎ示，原污水由污水总管集 图 豳 中流经格栅井，经格栅拦截后，污水中较大颗粒的固体杂质 豳 被去除，避免堵塞管道、水泵和填料。调节池的作用是调节 圈 豳 豳翻 水量和均化水质使污水能够比较均匀地进入后续处理单元， 调节池池底设有曝气管，通入空气，既能防止污泥沉积，又 隧 一． ￡＝＝＝ ●［． ．豳豳豳圈 能起到均化水质和预曝气作用。缺氧池中设置大量组合式填 料，具有极大表面积，可以附着生长大量具有生物活性的生 物膜。在较高的有机负荷下，通过微生物的生化降解以及吸 黼 图 ＇ 附絮凝等作用，高效率地去除污水中的各种有机物。接触氧 ．舀 日矗∞ 化池池底设有微孔曝气管用于充氧，污水从接触氧化池中进 入沉淀池，进行固液分离，清液流人消毒清水池。沉淀池设 二座，并联运行，池底设泥斗，污泥经泥斗沉淀浓缩后用气 图２ ＰＬＣ控制流程 提法输送至污泥消化池。沉淀池出水流过消毒池，消毒剂溶 根据这些特点制定出生活污水处理的电气控制要求是： 解到水中，杀灭出水中的游离细菌，随后进入清水池由排放 １）为了便于检修及应急处理，电气控制系统应具有手动和自 泵排放到高位回用水池，多余部分由回用水池溢出至下水道。 动两种控制方式，手动控制时，各控制对象相互工作。２） 清水池具有高、中、低三段污水水位指示，及高水位声光报 消毒池设一台加药泵，进行定时加药，排放池设排放泵２台向 警功能。清水池的２台排水泵由浮球液位开关自动控制，当污 回用水池供水。污泥消化池池底设有曝气管，由沉淀池来的 水处于低位时，２台水泵均不工作；当污水处于中位时，２台 污泥在此进行好氧消化，减少污泥量并使之转化为熟污泥。 水泵以工作０．５ｈ停０．５ｈ的周期交替工作；当污水处于高位时， 经好氧处理后的熟污泥经泵输送至位于地表的贮泥池，便于 ２台水泵同时工作。水泵各工作状态有灯光指示。３）污泥消 外运。污泥消化池设污泥提升泵一台。整个过程的曝气都是 化池也具有高、中、低三段水位指示，及高水位声光报警功 由一台罗茨风机来拖动。 能。小区生活污水的污泥量相对较少，污泥消化池采用１台提 【收稿日期】２０１０—０７—１２ 【作者简介】姚白莹（１９８１一），女，江苏苏州人，苏州市轻工业学校助讲，研究方向为电气自动化。 ．１３４． 升泵对外排污泥，该泵一样由浮球液位开关自动控制，当污 距离、一对多的通讯。系统可通过ＰＬＣ实现对现场设备的监控。 水处于低位时，提升泵均不工作；当污水处于中位时，提升 正常生产时，ＰＬＣ自动控制各设备，并把状态信号送到中控室， 泵以工作０．５ｈ停０．５ｈ的周期工作；当污水处于高位时，提升 中控室可实时显示状态参数，除改变某些预先设定值之外， 泵连续工作，提升泵各工作状态有灯光指示。４）污泥池中的 一般不干预ＰＬＣ的动作。 污泥由电动阀门手动控制对外排放，由环卫车定期收集。５） （２）开关状态和仪表数据的采集 罗茨鼓风机每隔２ｈ工作０．５ｈ。６）所有电机均有过载保护。 本系统需要采集的开关量较多。为完成数据的采集，利 （四）组态监控控制 用组态王与智能模块的通讯功能，系统通过采集各智能模块 使用组态王软件，用户可以方便地构造适应自己需要的 的数据，实现了对现场数据的采集。 数据采集系统。在本系统中，各工艺单元主要靠本地的ＰＬＣ进 （３）对现场设备的控制 行控制，这样即使在控制失效的时候系统也能自主运行。 利用组态王提供的向智能模块写数据的功能，系统向需 通过组态王采集现场的数据，可以将现场各设备的状态显示 要控制的节点发出控制数据，通过节点上白行开发的智能模 在工控机的屏幕上供值班人员监控，并将数据存储用于分析。 块将收到的数据转换成现场控制需要的开关量和模拟量对现 当现场的某一部分出现故障的时候，系统会立即报警，并根 场的设备进行控制。 据现场的状况采取相应的控制，也可由工作人员在中控室紧 组态王采用轮流扫描的形式访问各现场设备，并且提供 急处理。软件系统结构框图如图３所示 。 了通讯状态，在某节点通讯超时的情况下会自动断开与该节 点的连接，保证了系统的正常运行。利用组态王强大的通讯 功能，方便的实现了对现场设备的显示和控制。 本系统设计的生活污水处理项目，由于采用了ＰＬＣ控制和 组态监控大大降低了操作人员的劳动强度，改善了操作人员 的工作环境，设备具有调试简单、操作方便的特点。如果能 投入Ｎ４，区中实际使用，该系统可以体现出较好的实用性和 经济性。 【参考文献】 图３组态软件结构框图 【１】张自杰．环境工程手册一一水污染防治卷［Ｍ】．高等教育出 版社．１９９６． 在本系统中数据的采集主要由以下几部分构成： 【２】雷乐成．水处理新技术及工程设计ｆＭ】．北京：北京化学工业 （１）与ＰＬＣ的通讯 出版社．２００１． 组态王提供了与多种ＰＬＣ的通讯驱动程序，在本系统中组 【３】郑凤翼．ＰＬＣ控制系统【Ｍ】．北京：人民邮电出版社，２００６． 态王与ＰＬＣ的通讯是通过串口进行的。由于全厂的多个工艺单 【４】史宜巧．ＰＬＣ技术及应用ｆＭ】．北京：机械工业出版社，２００９． 元是由ＰＬＣ控制的，彼此之间的距离较远，不能直接通过ＲＳ２３２ 【５】龚运新，方立友．工业组态软件实用技术【Ｍ】．清华大学出版 协议通信，所以在ＰＬＣ与工控机之间使用亚当模块将２３２协议 社．２００５．９． 转换为４８５协议，给每个ＰＬＣ设定一个地址，这样就实现了远 （上接第１８６页）应该从调查广西石韦种质资源入手，进而收 【参考文献】 集引种、分类、对种质进行综合评价，筛选出适合广西栽培 『１１王自军，杨红兵，齐誉，边丽．正交设计研究石韦总黄酮和鞣 的、药用价值高的品种，并制定石韦种苗繁育方法质量标准， 质提取工艺『Ｉ１．时珍国医国药，２００７，１８（２）：４６３—４６４． 建立良种繁育基地。合理开发利用石韦属植物，变资源优势 【２】卫玉玲，顺．中药石韦的本草考证Ⅲ．中药材， ２００８，４（３１）：４１６－４１８． 为经济效益。１．积极引种驯化，建立种质苗圃。石韦呈零星 【３】韦霄，韦记青，蒋运生，唐辉，李锋，叶万辉．广西野生果树资源 分布，不可能全部实行原位保护。应加强石韦资源的考察收 调查研究ｌＩｌ＿广西植物，２００５，２５（４）：３１４－３２０． 集和异位保存研究，并尽可能多地收集植物活种质，把零星 『４１赵健，仇硕，李秀娟，张翠萍．广西野牡丹科观赏植物种质资源 分布的石韦资源收集起来建立保存圃。通过建立和完善异位 及开发前景ｍ．河北农业科学，２００８，１２（７）：８０—８２． 保存系统，可有效确保石韦资源遗传多样性的安全。通过积 『５１中国科学院中国植物志编辑委员会．中国植物志【Ｍ】．科学 出版社．化学工业出版社，２０００，１１７－１５１． 极开展栽培繁殖技术研究，对引种驯化、栽培、扩繁每一个 『６１刘建忠，姚波，吴正启．复方石韦片治疗上尿路感染临床观 环节进行深入研究，建立良种繁育基地 ，以生产出质量稳定、 察ｒｎ．湖北中医药杂志，２００７，６（２９）：３２－３２． 药源充足的石韦药材，满足制药企业对石韦药源的需求。２． 【７】吴金英，贾占红，孙建宁，刘书堂．复方石韦片主要药效的实 加强石韦资源的鉴定评价和研发力度。相对于其他物种种质 验研究『ｌｌｌ浙江实用医学，２００５，５（１０）：３１０－３１３． ｆ８１崔希风，刘永宁石韦代茶饮治疗高血压病１５例Ｅ１］．４－国民 资源而言，石韦资源不仅收集种类少，且研究深度不够，需 间疗法，２００６，１（１４）：５９—５９． 进一步加强。首先要制定石韦种质资源鉴定技术规程，完善 『９１张亚宁，吴博，杨吉刚，胥秀英，郑一敏．ＨＰＬＣ法测定石韦中木 相关描述规范和数据标准，其次根据技术标准进行石韦种质 犀草素的含量【１］．药学实践杂志，２００６．６（２４）：３５９—３６１． 资源的鉴定评价，采集共性和特性数据，筛选出优异种质， 『１０１马辰，周圆，刘爱茹．高效液相色谱法测定中药石韦２种成分 供实际利用 。 的含量Ｕ１．药学学报，２００３，３８（４）：２８６－２８９． 【１１］王瑞兰，易俗，谭新中，刘丽娟，梅英．庐山石韦中总黄酮的提 目前，对于石韦的研究报道还很少，应加强对资源的鉴 取工艺研究【Ｉｌ湘潭大学自然科学学报，２００４，４（２６）：７７—７９． 定、评价和创新利用等研究，通过对石韦属植物进行分子生 『１２１张兰，刘远环，何聿，陈国南．毛细管电泳一电化学检测法用 物学和细胞学方面的研究，弄清各种质的遗传特性，从分子 于中药石韦中绿原酸和槲皮素的同时测定ｆｌ１１分析测试技 水平上对石韦属植物进行分类。另外在继续深入发展以石韦 术与仪器，２００５，１（１１）：２２—２７． 为原料药材的中成药的同时，也应把重点放在石韦保健品的 『１３］钟小群，蔡庆顺，寒勋衔．ＨＰＬＣ法测定石韦药材中绿原酸的 含量『ｌｌｌ江西中医学院学报，２００２，２（１４）：１６—１７． 研制开发上。广开药源，根据不同石韦的有效成分不同，充 ［１４】李洁，童玉懿，邢公侠．中药石韦的原植物调查和品质评价［１］ 分利用有效成分含量高或药理活性显著的药用石韦资源，有 中国中药杂志，１９９１，９（１６）：５２０—５２２． 针对性的开发利用，使不同石韦的药理活性得以充分开发。 【１５】陈成斌，梁云涛，徐志健，陆宇明，曾华忠，赖群珍，梁世春，罗 并根据市场需求、经济能力、技术水平制定规划，有目的有 毓喜．广西薏苡种质资源考察报告卟西南农业学报， 步骤地发展石韦，以促进石韦产业的稳定、持续的发展。 ２００８，３（２１）：７９２－７９７． 一１３５—
