基于PLC的污水处理系统设计 张丽红
PLC主机自带的I/O外，还需要扩展一定数量的I/O扩展模块。在此采用EM223输入/输出混合扩展模块。8点DC输入8点输出型。正好可以满足控制系统的I/O需求。
在该系统中，还需要采集模拟量并利用模拟量控制的功能要求，因此需要在扩展一个模拟量输入输出扩展模块。西门子公司专门为S7—200系列PLC配置了模拟量输入输出模块EM235，该模块具有较高的分辨率和较强的输出驱动能力，可满足控制系统的功能要求。
3.5 PLC的I/O资源配置
根据系统的功能要求，对PLC的I/O进行配置，具体分配如下表。 3.5.1数字量输入部分
表3-4 数字输入量地址分配
输入地址 输入设备 输入地址 输入设备 I0.0 急停 I1.4 手动刮泥机启动 I0.1 手动方式 I1.5 手动污泥回流泵启动 I0.2 自动方式 I1.6 手动分离式脱水机启动 I0.3 自动启动确认 I1.7 手动污泥泵启动 I0.4 手动粗格栅机启动 I2.0 手动转碟曝气机加速 I0.5 手动清污机启动 I2.1 手动转碟曝气机减少 I0.6 手动潜水泵启动 I2.2 粗格栅液位差计 I0.7 手动细格栅机启动 I2.3 细格栅液位差计 基于PLC的污水处理系统设计 张丽红 I1.0 手动分离机启动 I2.4 进水泵房液面高位传感器 I1.1 手动转碟曝气机工频启动 I2.5 进水泵房液面低位传感器 I1.2 手动转碟曝气机变频启动 I2.6 污泥回流泵液面高位传感器 I1.3 手动潜水搅拌机启动 I2.7 污泥回流泵液面低位传感器 3.5.2数字量输出部分
表3-5数字输出量地址分配
输出地址 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 输出设备 粗格栅机接触器 清污机接触器 潜水泵接触器 细格栅机接触器 分离机接触器 转碟曝气机工频接触器 转碟曝气机变频接触器 输出地址 Q0.7 Q1.0 Q1.1 Q1.2 Q1.3 Q1.4 输出设备 潜水搅拌机接触器 刮泥机接触器 污泥回流泵接触器 离心式脱水机接触器 潜水泵报警 污泥回流泵报警 3.5.3模拟量输入部分
由于需要采集一个溶氧仪所反馈的数据，因此扩展了一个模拟量输入输出模块，具体I/O分配，如下表3-6所示。
表3-6 模拟量输入地址分配
输入地址 输入设备 AIW0 3.5.4 模拟量输出部分
在此控制系统中需要将采集回来的模拟量进行数据处理，然后，通过模拟输出口对变频器进行控制，进行控制其他设备的运行，如下表3-7所示。
溶解氧仪 基于PLC的污水处理系统设计 张丽红
表3-7模拟量输出地址分配
输出地址 AQW0 输出设备 经PID运算输出 根据控制系统的功能要求，设计出工业污水处理控制系统的硬件连线图如图3-8所示，此控制面板上的手动控制部分主要在调试系统时使用，调试完成后基本处于闲置状态。
图3-8工业污水处理系统PLC硬件接线图
基于PLC的污水处理系统设计 张丽红
四、软件系统设计 4.1总体流程设计
根据系统的控制要求，控制过程可以分为手动控制功能和自动运行功能。在手动控制模式下，每个设备可以单独运行，以测试设备的性能，如图4-1所示。
图4-1模式选择流程图
4.1.1手动模式
在手动模式下，可单独调试每个设备的运行，如图4-2所示。在此模式下，可以通过按钮对格栅机、清污机、转碟曝气机、刮泥机，以及各类泵进行控制，对于转碟曝气机的控制，可以通过按钮增大或减小变频器的频率来改变其速度，以检测调试性能。
图4-2手动操作模式流程图
4.1.2自动模式
基于PLC的污水处理系统设计 张丽红
处于自动方式时，系统上电后，按下自动启动确认后系统运行，系统开始工作，其工作过程包括以下几个方面。
（1）系统上电后，按下自动启动确认按钮，启动潜水搅拌器和刮泥机。 （2）启动粗格栅系统。 （3）启动潜水泵。 （4）启动细格栅系统。 （5）启动曝气沉砂系统。 （6）启动污泥回流系统。 （7）启动污泥脱水系统。
以上工作过程并不是顺序控制方式，而是按照PLC检测到传感器状态进行启动如图4-3所示。
4.2曝气过程控制的任务
工业污水处理后的水质是否达到排放标准，其中生化需氧量（BOD）和化学需氧量（COD）是重要的水质指标。BOD是指在有氧条件下，降解有机物所需的氧量。COD是指在酸性条件下，用强氧化剂将有机物氧化成CO2、H2O所消耗的氧量。BOD的测定需费时5天，且测定结果易受多种因素影响，误差较大。COD的检测比较精确，但方法繁琐，耗时约2小时。虽然有COD浓度在线检测仪可以在线检测，但仍存在滞后（30分钟左右），测量结果严重滞后于实际运行时间，不能及时反映实际情况。另外，COD检测仪的价格也较昂贵，增加了控制系统的成本。所以有必要找出简单、可行的控制参数。
在好氧反应过程中，参与工业污水处理的是以好氧菌为主体的微生物，决定其处理效果的关键因素是反应池中溶解氧的含量。为了使微生物的活动最佳化，应该使供氧量与消耗的氧量相等，或稍大一些。如果供氧量少，处理的水质和污泥的活化就要降低如果供氧量过多，污泥的沉降性差，处理水质也差，另外也不经济。由此可见，混合液中