• 關鍵詞：                                                                S7-200                                                                SMART                                                                PLC                                                                超濾系統                                                                水處理

• 摘要：本文根據超濾設備的工作流程和控制要求，對其進行電氣控制分析，在此基礎上采用西門子PLC完成整個系統的設計，實現了設備的自動化運行和整個污水廠的控制聯動，提高了出水水質，完善了污水廠工藝。

一、現場工藝要求及設備概述

　　超濾設備是污水處理廠中的一個單元，生活污水經過收集后，進入生化處理，生化處理之后的水經過超濾，納濾，反滲透之后才能達到排放或再次循環使用的要求。

　　根據污水廠的處理要求，需要150M3/H的處理量，經計算需要30KW的循環泵供水。因此選用了ABB的變頻器。整個污水處理廠的電氣設備要求能夠聯網，可控可查看運行狀態。考慮到成本問題，選用了西門子200SMART系列的PLC，這個與其他設備聯網方便，可以采用PROFIBUS連接至主系統。

　　具體控制要求如下：系統具備一鍵啟動功能，點擊一鍵啟動，F1進水閥、F4濃水閥、F6產水閥開啟，30s（可設置）后供料泵自動啟動，60s（可設置）循環泵開啟，循環泵頻率升至42Hz（可設置），正常運行。

系統具備一鍵停機功能，點擊一鍵停機，循環泵頻率降至25Hz（可設置）后循環泵停，30s（可設置）后所有泵、閥門關。

　　系統具備一鍵沖洗功能（清洗水箱有足夠液位情況下）：設備停機狀態下，點擊一鍵沖洗，F2清洗進水閥、F4濃水閥開啟，30s（可設置）清洗泵開啟，自動沖洗開始，30s（可設置）后，所有閥和泵同時關閉沖洗結束。

　　系統具備一鍵清洗功能（清洗水箱充滿一定液位自來水情況下）：設備停機狀態下，點擊一鍵沖洗，F2清洗進水閥、F5、F7清洗回流閥開啟，30s（可設置）清洗泵開啟，自動清洗開始，30min（可設置）后，所有閥和泵同時關閉清洗結束。

　　其他功能有，高液位停機：產水池液位超過3m（可設置）時，報警并自動一鍵停機。

　　手動模式：切換手動模式，自動模式開啟不了，屏幕內泵、閥門只能手動操作。

　　緊急停機：按下緊急停機，所有閥門、泵全部關閉。

　　F8自來水電磁閥單獨開與停，但清洗水箱液位只要超過1.2m（可設置）時，F8自來水電磁閥自動關閉。

二、電氣硬件設計

　　根據計劃，采用西門子200SMART系列的PLC。

　　系統由供水泵，循環泵，清洗泵三臺電機，7個電動閥，1個電磁閥組成。

　　經統計：

　　數字量輸入點有19個，分別是7個電動閥的開到位和關到位信號反饋，（共14個），3個水泵的故障反饋信號，2個按鈕信號（報警確認，急停）。

　　數字量輸出點有13個，分別是7個電動閥，1個電磁閥，3個水泵，1個蜂鳴器，1個報警燈。

　　模擬量輸入點有7個，分別是循環流量，濃水流量，進膜壓力，出膜壓力，清洗水箱液位，納濾水箱液位，變頻器頻率反饋。

　　模擬量輸出點有1個，是變頻器頻率信號給定。

　　根據輸入輸出點，配置PLC如下：選用了SR40的CPU外加DP模塊。

三、電氣程序設計

　　根據工藝上的控制要求，編制PLC程序。

　　為方便檢修和維護，將各個功能要求做出子程序，然后在主程序中完成對個子程序的調用。這樣查閱方便，非常適合調試過程中對各單元功能分別進行調試。

各子程序及調用如下：

四、現場調試

　　電氣接線完成后，對照電氣圖紙進行線路校驗，無誤后，通電，下載程序。

首先測試各輸入信號是否正確，完成硬件和程序的匹配。

　　然后點亮各輸出點，查看繼電器動作是否正確，正確后，電機合閘，查看轉向是否正確，根據要求進行調整。

　　輸入輸出點校對完成后，進行各功能流程的試車調試。

　　調試現場如圖。

五、總結

　　目前，污水處理廠多采用西門子的整體系統。對于小型的設備來說，輸入輸出點較少，如何保證成本的情況下完成自身的控制要求，且能夠并入污水廠的控制網絡中，S7-200SMART結合DP模塊給出了很好的答案。這套電氣系統能夠勝任水廠的處理要求，又比較經濟適用，值得小型設備批量適用。

處理效果：從烏黑的垃圾水，到最后變為清澈透明的水

作者：王明旭

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