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基于PLC控制的煙廠污水處理系統的設計

文檔作者：李建軍文檔來源：河南中煙黃金葉生產制造中心		點擊數：	更新時間： 2025年10月03日
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基于PLC控制的煙廠污水處理系統的設計
李建軍
(河南中煙黃金葉生產制造中心河南鄭州450000)
摘要：煙廠的水處理系統由于行業的特殊性，主要有生產和生活污水兩種，文中并給出了水質情況分析表。系統按照工藝要瓤采用格蘭富、E+H、
丹佛斯變頻等設備組成硬件系統，利用西門予S7-300PLC的控制方式，以PRoHNET網絡形式組網，并分別采用編程軟件和組態軟件對系統編程，實現
了其自動化控制。系統經過成本核算及環境、效益分析，表明控制效果良好。
關鍵詞：水處理PLC組網
中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007．9416(2015)04—0010-02
1概述
煙廠的污水可分為兩類，即生產、生活污水。生產污水包括：制
絲車間真空回潮、松散回潮、膨脹煙絲、洗梗等工藝排水，具有濃度
較高，成份復雜、水質變化大、色度高、間歇性排放等特點，污水中含
有煙葉中的生物堿和酚類，香料和香精成分、醇類等有機物，卷接包
車間生產中的白膠廢水，廢水成白混濁色，COD的濃度較高，但可降
解性很差；動力車間及其它冷卻循環水系統排水、鍋爐排污等，特點
為含鹽量高，可生化性差，另外還有機械維修保養環節產生的含油
廢水，軟水制備排污等；生活污水主要是生活區、食堂、澡堂等排污，
其中生產污水排水量為總廢水量70-80％，其它為廠區內的生活污
水及雜用水，廠區生產、生活排水經匯集，排至污廢水處理站，處理
后，外排水部分達到((污水綜合排放標準))(GB8978-1996)中二級標
準，排入市政管網，回用水處理達到《城市污水再生利用城市雜用水
水質))(GB／T18920_2002)中綠化、澆灑道路場地、道路清掃、車輛沖
洗和補充景觀水池用水標準。其中廠區源水水質情況如表1所示。
本項目污水處理工藝采用A／O生物接觸氧化法處理工藝，經沉
淀和氣浮處理后外排；回用水部分，采用石英砂和活性炭過濾去除
懸浮物和膠體并采用超濾(膜處理)來最終保障系統出水水質。經工
藝處理后，處理站排水水質及中水水質情況如表2和表3所示。
表1源水水質情況表
序號項目名稱單位參考水質
1 CODcr nag／L 550～800
2 SS nag／L 250～350
3 PH 6～9
4 BoD5 mg／L 350～450
表2處理站外排水水質
序號項目名稱單位限值(<)
l CODer mg／L 150
2 SS nag／L 150
3 PH 6～9
4 五日生化需氧量BOD5 nag／L 30
2系統設計要求及優勢
按照系統工藝要求對方案進行深化設計，且深化設計滿足有關
規范規定要求，并達到處理水質要求，其中工藝要求及設計優勢主
要如下：
(1)設備選型經濟適用、技術先進、安全可靠，并有成熟應用經
驗，管理、檢修方便，使系統實現高效低能耗。結合實地情況，滿足占
地少、布局合理、工藝流暢等，如所有潛水泵均采用格蘭富潛污泵，
質量更有保證，水泵均設有備用，可不間斷運行，系統更穩定；填料
支架均采用不銹鋼材質，耐腐蝕性能好；二氧化氯發生器采用原裝
進口德國格蘭富設備，做工精良，原料轉化率90％以上·疊螺式污泥
脫水機采用具有日本獨資自有專利技術安尼康產品，脫泥效果穩
定；儀器儀表均采用知名品牌德國E+H和美國HACH等產品，質量
更好；控制柜采用威圖。(2)執行國家關于環境保護的政策，符合國家
的有關法規、規范及標準。(3)妥善處理污水處理過程中產生的污泥、
表3中水回用水質表
序號項目名稱單位限值(≤)
l CODcr mg／L 30
2 SS nag／L 10
3 PH值6—9
4 色度度30
5 味嗅味無不快感
6 溶解氧mg／L ≥1．O
圖1水處理系統的結構框圖
收稿日期：2015-03—12
作者簡介：李建軍(1965—)，男，漢族，河南沁陽人，大專，高級技師，河南中煙黃金葉生產制造中心動力車間，主要從事水處理、空壓方面應用
與研究。
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表4噸水處理成本核算清單
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圖2系統的監控畫面組成
序號項目名稱單位數值備注
1 電費元／噸水1．18
2 藥劑費元／噸水O．108
3 人工費元／噸水0．4
4 設備折舊元／噸水1．57
5 維修費元／噸水0．13
6 胰耗元／噸水0．082
7 濾料更換費元／噸水0．082
噸水處理成本3．552
廢渣等，不對環境造成二次污染。(憾擇安全、可靠、易操作、易維護
管理的自動化控制及檢測系統，提高污水處理系統的自動化控制管
理水平。(5)力求減少投資、節約能耗、降低處理成本，充分體現處理
技術的先進性、工程建設的可操作性和運行管理的可靠性。
3控飼系綾瓣計
為保證系統運行控制可靠、靈活、管理方便。采用集中管理分散
控制的模式，采用一套PLC控制柜和一套電氣控制柜。即在設備間設
有就地低壓電源開關柜，在控制室設一套PLC柜(含電源柜)和一套
上位機系統，以方便值班運行人員的日常監控與系統維護操作。
通過PROFINET以太網絡將設備間的控制柜和控制室的PLC
柜連接起來，由上位機系統統一管理、控制。系統結構圖如圖1所示。
其控制系統采用結構化模塊化。主要特點是：
(1)結構先進合理，性能穩定可靠，管理操作安全方便，工程造價
合理，安裝簡單，檢修維護方便。(2妒LC主控柜通過配置的西門子工
業以太網通訊模塊，與全廠的動力能源網連接，由能管中心統一進
行網絡配置，實現系統的遠程監控功能。(3)自控系統確保對污水處
理站所有運行各環節流程的設備運行狀態和檢測數據的實時監控
及數據采集，并無條件配合后期能管系統的網絡通訊連接與數據采
集上傳工作。(4耀行值班室配置兩套監控操作站，與主控PLC以點
對點的方式進行通訊，以實現對整個污水處理站的日常運行監控與
操作。
3．1軟件系統設計
系統軟件主要選用西門子的STEP7V5．5(簡體中文版)和
WinCC7．O組態軟件，分別進行控制程序和監控畫面的設計。
通過軟件，可以創建將控制、通訊、監測、操作、診斷集成在一起
數控技術
的應用軟件并且允許用戶在線組態監控系統、修改控制程序。在系
統不停止運行的情況下，即可以很容易地進行在線整定、程序修改，
以迅速適應變化的需要。同時還可以實現圖形組態、歷史趨勢顯示、
實時跟蹤顯示、消息報警以及數據打印等各種管理功能。在上位機
可實現對現場控制設備(包括各類泵、閥門)的手／自動控制功能。
本監控系統采用WINCC組態監控軟件包，它是集現場數據采
集、系統監視和控制及信息管理為一體的高性能監控組態軟件包。
該軟件操作簡便靈活、運行可靠。其系統監控畫面組成如圖2所示。
經組態的監控軟件的功能特點如下：
(1瑚潛，自動推出故障設備；(2勵態控制程序表，運行步序及時
間的監視更為直觀-(3瑙}備選擇和運行操作均為鼠標／鍵盤軟操作，
簡捷靈活-(4)流量累積功能：對單臺設備及系統總制水量進行自動
累積，給運行人員提供依據；(5)完善的報表打印功能：可進行班報、
日報、月報表及制水量、報警及參數的打印；(6)軟件的可組態功能，
使系統的擴充組態更為方便。
操作站作為整個控制系統監視和操作的中心，整個工藝系統的
監視和控制均在此完成。操作站負責接收運行操作人員指令并下發
給PLC，并通過網絡從PLC讀取工藝系統運行狀態信號和各種在線
參數，在CRT畫面上對整個工藝系統流程進行集中動態監視。
3．2硬件系統設計
系統的硬件主要選用西門子的$7-300 315-2PN／DP的PLC作
為系統的控制器。系統的變頻器選用丹佛斯(Danfoss)公司FC300系
列。而采用西門子ET200s做為遠程I／O站。
西門子ET 2∞S是一款具有豐富的信號模塊，同時支持電機啟
動器、變頻器，PROFIBUS和PROFINET網絡的分布式10系統。為了
達到節能減排的目的，合理的設置變頻控制，并且配名-Profibus-DP
通訊網卡(Profibus--DP通訊協議)用以和自控系統做無縫銜接。
4系統效能分析
4．1成本核算
中水處理站運行費用主要由電費、藥劑費、人工費、設備折舊
費、維修費、膜耗、濾料更換費等組成。如表4所示。
4．2環境與社會效益分析
本系統實施后，可消減排放的污染物總量，很大地改善當地的
水環境質量，為創造良好的生產，生活環境和促進地方經濟發展有
著積極的意義。預計每年可至少消減：
(1)CODcr：(675-150)×2000×365÷106“383．25噸；
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’f與應用數控技術
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國5熱敏電阻測溫電路
載傳感器，衣物質料檢測系統、電動機慣性響應檢測系統，光電傳感
器、溫度傳感器、水位變化檢測系統分別對衣物重量、衣物質料、臟
污程度和性質、水溫和水位等進行檢測，傳感器輸出信號經過處理
后送入單片機進行模糊計算與推理，進而推斷出水位、洗滌劑投放
量、洗滌時間，電動機轉速、飄洗和脫水時間等參量用以實時控制洗
衣機的工作。
4模糊控制洗衣機中的傳感檢測系統
4．1水位檢測
水位高低影響洗凈度、水流強度、洗滌時聞等參數。模糊控制洗
衣機的水位檢測是連續的，一般采用諧振式水位傳感器，將被測量
轉變為LC參數的變化，并以頻率輸出，其測量電路如圖2所示。工作
過程如下：將水位的高低通過導管轉換成一個測試。
內腔氣體變化的壓力，驅動內腔上方的一塊隔膜移動，帶動隔
膜中心的磁芯在線圈內移動，使線圈電感L變化，電感L與電容C1、
c2組成的三點式振蕩電路的諧振頻率發生相應變化，經c3耦合接
入放大器Al放大，再經A2整形后，接人單片機計數。
4．2布量和布質的檢測
衣物的重量和質料影響洗滌時間、水位和洗衣粉的投放量。
布量和布質的檢測一般在洗滌之前。測布量時，先加入一定的
水并讓驅動電機以斷續通電運轉的方式工作一分鐘左右，然后切斷
電源，由于慣性作用電機會維持短時間旋轉，此時電機處于發電機
狀態，會產生一定感應電勢并逐漸衰減到零。由于衰減速率與布阻
抗有關，因此，只要檢測出主電機處于發電機狀態的時間長短，就可
以反過來推算出布量的多少，時間越短。布量越多。
布質檢測與布量檢測使用相同的裝置。測布質時，水位比測布
量的水位低一檔，然后讓驅動電機以通、斷方式工作一段時間，檢測
每次斷電期間得到的脈沖數，并求其平均值。再用測布量時得到的
脈沖數減去測布質時得到的脈沖數。兩者之差可判別布質。著布質
·?··上接第11頁
(2)BOD：(40¨30)X2000×365÷106—270．1噸；
(3)ss：(30肛150)×2000×365÷106—109．5噸l
故本系統的實施，具有顯著的環境效益和良好的社會效益。
5結語
本文通過對煙廠污水處理的分析，采用西門子的PLC系統和
WinCC監控系統實現對整個系統的控制，經效能分析，該系統具有
良好的社會效益和環境效益，證明該系統可行。
越硬，即棉織品多，則脈沖數差就越大；反之，布質越軟，即化纖品
多，則脈沖數差越小。
布量布質檢測電路如圖3所示。主電機發電時間是直接通過檢
測起動電容C兩端輸出電勢，并將此電勢由二極管VD半波整流后，
經光電隔離、放大整形為一矩形脈沖系列的脈沖數而定。主電機處
于發電機狀態的時間越長，脈沖個數越多，則布阻抗越小。
4．3衣服臟污程度和性質檢測
衣物臟污程度和性質影響洗滌時間和洗衣機轉速。由于無法直
接檢測衣物的臟污狀況，常通過檢測洗滌液的污染狀況來間接測
量。
當衣物臟污嚴重時，洗滌液會嚴重混濁；反之洗滌液就不太混
濁。此外，根據洗滌液達到相同混濁度所需的時間不同，可判斷衣物
臟污性質。若是泥性臟污，渾濁度變化快；而油性臟污，渾濁度的變
化就比較慢。
渾濁度的檢測是采用光電傳感器來完成的，其檢測電路如圖4
所示。發光二極管LED由單片機脈寬調制PWM信號控制LED發出
調制紅外光，穿過動態的洗滌液，到達光電三極管VT，當洗衣液渾濁
程度不同時，紅外線穿透水的程度也不同，使Ⅵ’的射級輸出電壓隨
洗滌液的渾濁程度而線性變化。這樣，輸出電壓的大小就反應了水
的渾濁程度。
若被洗衣物臟污嚴重并且是油性臟污，則洗滌對闖應延長；反
之，則洗滌時間應縮短。
4。4水溫的檢測
洗衣過程中，適當的水溫可提高洗滌效果，減少洗滌時間。水溫
傳感器裝在洗滌桶的下部，將打開洗衣機開關時的溫度作為環境溫
度，注水結束時的溫度作為水溫。采用NTC熱敏電阻作為測溫傳感
器，測溫電路如圖5所示。溫度上升，Rt阻值變小，輸入電壓提高，經
放大，進入模數轉換電路后輸入單片機。當測到的溫度高，洗滌時間
適當減少。
5績語
在洗衣機中應用了各類傳感器，可以模仿人類的視、昕、嗅、味、
觸覺功能來感知當前狀態，并通過模糊推理技術，大大提高了洗衣
機的智能化程度。但傳感器與人的感覺相比，精度尚有差距，因此，
要想實現洗衣機的完全智能化，還有待進一步改進。
參考文獻
[1]胡玉玲．張立權，劉艷軍等．模糊控制器設計理論與應用[H]．北京：
機械工業出版社。201 O．
[2]劉賀，余成波。張方方．全自動洗衣機的模糊控制分析[J]．重慶工學
院學報：自然科學版，2009，23(5)：1 l l—I 1 4．
參考文獻
[1]黃新蜂．論煙草企業流水線上的軟化水處理方式目]．中國高新技
術企業。201 3(20)：92-93．
[2]宋青，王文成．基于工業以太網多PLC的污水處理控制系統口]，自
動化與儀表。201 1(06)：28～32．
[3]王永華．現代電氣控制及PLC應用技術[M]．北京：北京航空航天大
學出版社，2010．98-100．

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