轮胎厂污水处理系统的自动监控系统设计

摘 要：轮胎厂在生产中会产生大量污水，必须进行处理。为了使整个处理过程便于控制和管理，提出了一种利用PLC和组态软件结合的方法来完成整个系统的自动控制和监控管理。从污水处理的工艺过程入手，在对污水处理过程中各系统进行分析的基础上，通过编写PLC程序来实现整个过程的自动控制，同时运用组态软件对运行状态进行监控。

关键词：PLC；轮胎厂污水处理；自动监控；组态王

中图分类号： X703 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）29-157-2

0 引言

目前，环境问题已经成为制约世界各国可持续发展的重要因素之一。其中，水环境的污染问题不仅影响到了人类的健康问题，而且还导致了水资源的短缺。众所周知，基本上所有的工业生产都会用到水资源，而随之排放的污水又是不能直接饮用或灌溉的，而且还会严重影响到其他水资源和大自然。因此，如何有效地进行水资源的重复利用已经成为社会的一个重要问题。课题以PLC、变频器和组态王相结合，设计了一套集监控和控制为一体的自动化系统。

1 系统的总体设计

轮胎厂污水站分为粗格栅系统、潜水泵系统、细格栅系统、沉砂系统、氧化沟系统、污泥回流系统、沉淀池系统等子系统，具体如下：

①粗格栅系统：粗格栅系统主要由粗格栅机和清污机组成。粗格栅机主要用来拦截污水中一些较大的漂浮物。清污机则是用来清除附着在粗格栅上的漂浮物。

②潜水泵系统：潜水泵系统主要由进水泵房和潜水泵组成。当水位超过设定值时，需要启动潜水泵，潜水泵的主要工作是完成污水提升的作用。

③细格栅系统：细格栅系统主要由细格栅机和转鼓清污机组成。细格栅机主要用来拦截污水中的细小的漂浮物和杂质。转鼓清污机是用来清除附着在细格栅机上的细小漂浮物。

④沉砂系统：沉砂系统由沉砂池和分离机组成。沉砂池主要采用旋流沉砂池，其利用重力作用使比重较大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。分离机则是用来将从污水中分离出来的沙砾除去。

⑤氧化沟系统：氧化沟系统主要由氧化沟组成。其中氧化沟中的主要设备是转碟曝气机，其作用是向污水中冲氧，推动污水在氧化沟中循环流动以及防止活性污泥沉淀，使污水和氧气充分接触，完成生化过程。

⑥污泥回流系统：污泥回流系统由污泥回流泵和离心式脱水机组成。其中污泥回流泵是用来使污水以及污泥混合回流的特殊设备，同时在污泥回流泵房中设有离心式脱水机，用来将处理过氧化池的活性污泥进行脱水处理。

⑦沉淀池系统：沉淀池系统的主要设备是刮泥机。刮泥机的作用是将沉淀在池底的污泥聚集到沉淀池中央，再利用水压将污泥排出。同时，污水在沉淀后排除。

总体工艺采用“生化处理工艺”即氧化沟法，使排放的出水达到排放标准，其工艺流程如图1所示。

2 PLC控制系统设计

本课题选用西门子S7-200（CPU 224）系列的PLC来实现自动控制。西门子S7-200系列PLC与MM440变频器之间通过RS485协议进行通讯。即PLC和变频器RS485通讯口之间通过双绞线连接，用户可以通过调用程序的方式来通过PLC控制变频器。将PLC的输出口Q0.5接到变频器的“7”号端口，再将控制频率变化的两个输出分别接到“5”号和“6”号端口。最后将变频器的“24V”端口连接到试验台24V直流电源上。其连接图如图2所示。

通过设置，就能通过PLC控制变频器的输出频率，从而控制电动机的转速。当转碟曝气机启动后，PLC根据溶解氧仪反馈的氧化沟中氧气的浓度与设定值的比较后控制PLC的输出口，从而控制变频器的输出频率，实现了PLC和变频器之间的通讯，同时在变频器的显示屏上能够看到当前的运行频率。

3 组态王对现场控制的监控

组态王6.53与PLC之间采用串口连接方式进行通讯。使用S7-200PLC上的PPI编程口，用西门子标准编程电缆连接到计算机的扩展RS485接口上。通讯方式为PPI，设备地址为2，设备串口为COM1，波特率为9.6Kbps。设计出整个系统的整体组态画面如图3所示。

参 考 文 献

[1] 任红娟.我国城市污水处理的主要工艺及发展趋势[J].中国建设教育，2006，4（4）：5-60.

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[3] 聂宗瑶，马修水，谢发忠.轮胎厂污水处理的自动控制系统设计[J].安徽电子信息职业技术学院学报，2007，6.

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