引言

目前隨著我國科技的高速發(fā)展,脫貧空間戰(zhàn)的號角吹響,各類中小型企業(yè)如雨后春筍般覆蓋大地,帶動了人們脫貧致富,但各類工業(yè)廢水量也在飛速暴漲。據有關資料顯示,我國工業(yè)污水處理項目工程建設投資已超過幾千億元,其中工業(yè)污水處理設備投入約300億元。但由于污水處理自控系統(tǒng)落后,如不迅速制定合理方案,盡快解決污水處理成本代價高等問題,勢必會阻礙各地區(qū)的經濟發(fā)展。那么怎樣才能快速高效地對污水進行處理,減少環(huán)境污染,真正實現變廢為寶呢?

在如今自動化、信息化、智能化飛速發(fā)展的大環(huán)境下,PLC技術正以摧枯拉朽之勢沖在科技前沿,基于此背景,各大中專院校的機電專業(yè)都開設了PLC編程與應用的相關課程,尤其是順序功能控制指令的引入更使得復雜問題變得簡單、直觀。因此,利用PLC順控功能指令設計污水處理系統(tǒng)無疑是目前較環(huán)保、科學、高效的選擇。本文據此結合PLC編程與應用課程教學指導學生進行了基于PLC控制污水處理系統(tǒng)的設計。

1系統(tǒng)組成設計

1.1系統(tǒng)控制要求與總體結構

圖1為模擬污水處理混合裝置。操作人員開啟電源開關,污水進水閥得電,相關指示燈亮,同時污水流入污水處理罐:當進罐污水達到液面?zhèn)鞲衅鱏L1處時,SL1接通,關閉污水進水閥且進污水指示燈熄滅:打開1號除污劑進閥且1號除污劑指示燈亮,30S后1號除污劑進閥關閉,濁度傳感器SL3接通,判別污水污染情況,若為重污水則開啟輕重污水開關,2號除污劑進閥得電打開,2號除污劑流入污水處理罐,同時2號除污劑指示燈亮,20S后關閉2號除污劑進閥。攪拌電機開始工作且攪拌電機指示燈亮,3min后攪拌電機停止且燈滅,凈水排出閥開啟放出除污過的水,放凈水指示燈亮,放水到液面?zhèn)鞲衅鱏L2處時,SL2接通,關閉凈水排出系統(tǒng)且熄滅放凈水指示燈,開啟排污系統(tǒng)且排污指示燈亮,延時2min關閉排污系統(tǒng),進入下一循環(huán)。1.2PLC選型及I/o地址分配

根據設計要求、控制要求及學校實驗室條件,本文選定三菱Fx2N-48MRPLC,該型號的PLC擁有24路輸入、24路(繼電器)輸出,而本例實際只需6路輸入、17路輸出,輸入、輸出都留有余量,完全滿足要求?？刂莆鬯幚硐到y(tǒng)裝置的I/0地址分配如表1所示。

圖1模擬污水處理混合裝置

2程序設計

除污罐中的污水處理按任務要求可細分為7個控制過程,這些控制過程間存在嚴格的時序關系,據此可用狀態(tài)轉移圖SFC語言來描述順序結構的狀態(tài)編程,并將SFC程序轉換成步進梯形圖程序。圖2為污水處理裝置步進控制狀態(tài)流程圖,根據此狀態(tài)流程圖,編寫出SFC程序梯形圖,如圖3所示。

2.1用SFC編程說明

程序中的S0為初始狀態(tài),S20~S25為SFC的中間狀態(tài)。在該程序中,若想增刪某些功能,只需添加或刪除某個功能塊即可,相關狀態(tài)繼電器會自動分配。

十字交叉圖形中的橫短線表示轉移條件,且每步條件都要標明。豎長線表示轉移方向,為系統(tǒng)自動生成,若要跳轉出現轉移箭頭,需要編輯。

2.2部分功能指令

M8002:PLC通電瞬間接通一個掃描周期,激活程序的初始狀態(tài)。

ZRST:復位組合指令,觸發(fā)信號來時所轄程序全部清零。

3結語

本文利用三菱GXdeveloperv8.86軟件編程后,借助GXSimluaor6cn仿真軟件模擬運行發(fā)現完全能實現預想功能,在本設計中采用三菱FX2N-48型可編程控制器的硬件配置設計在生產中是完全可行的,并且由于PLC具有高可靠性、強靈活性、對工作環(huán)境的要求較低及抗干擾性能好等優(yōu)點,使其完全可以將操作人員從惡劣的現場環(huán)境中解救出來。另外,在實際應用中如果采用PLC控制污水處理裝置,不僅資金投入較少、控制精度高,而且還很容易隨時修改可編程控制器程序,以改變污水處理裝置的工作時間和工作狀態(tài),滿足不同程度污水處理的需求,具有很高的推廣價值。