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摘要：
隨著經濟的快速增長，工業化程度不斷提高，人類的生產生活對于水的需求也在不斷加劇。在資源危機愈演愈烈的今天，如何能夠更有效地節約水資源、更高效地回收利用水資源也就理所當然地成為了人們不斷探討的話題。而在這項世界范圍內的討論中，對于電鍍廢水的回收處理和二次利用毋庸置疑成為了公認的既簡單而又行之有效的方法之一?，F結合實例，對基于PLC等設備的電鍍廢水處理及回用自動控制系統設計進行簡要探討。
關鍵詞：
電鍍廢水；處理；回用；可編程控制器；變頻器；上位機
0引言
隨著科學發展觀的提出，環境保護已經成為了我國發展經濟的同時需要重視的首要問題，而對于水資源的保護則是環境保護的第一要務。搞好污水處理既可節能減排、保護環境，又能夠促進經濟發展的良性循環，利國利民，是保證國民經濟可持續發展、關系國計民生的重要舉措。隨著pH/ORP、電導儀、流量計、溫度計、壓力變送器等儀表在電鍍廢水處理中的廣泛應用，可編程控制器（簡稱PLC）、觸摸屏、儀表等及組態軟件已逐步應用到電鍍廢水處理中，使化學法處理電鍍廢水實現了完全自動控制，取得了很穩定的處理效果；再加上變頻器等的組合使用，中水回用設備已具備高效、節能、經濟、耐用的優點。
1電鍍廢水處理及回用
本文以天津大悍汽車零部件有限公司電鍍廢水處理回用項目為例加以說明。通過水質分析，并結合我司在電鍍廢水治理、回收領域多年的工程經驗，對該項目電鍍廢水采用了分而治之的工藝思路，主要包括前處理廢水及含油含臘化學法處理、化學法破氰處理、鉻還原處理、焦銅化學法處理、絡合廢水破絡合處理、金屬離子漂洗廢水及一般酸堿廢水化學法處理、重金屬化學沉淀處理、排泥處理、TYRO回用處理。
2電氣系統功能
（1）用戶可以通過HMI人機界面、上位機組態軟件修改pH/ORP、變頻器、水泵啟停時間、排泥時間等參數設定，從而達到不同的要求。
（2）三種操作方式：現場按鈕操作、就地人機界面HMI操作、上位機組態畫面操作。
（3）兩種運行方式：1）自動操作：根據水池的液位高度，自動開啟/關閉相應提升泵、攪拌機；根據反應池內pH/ORP設定范圍，自動開啟相應加藥泵；根據運行時間自動開啟或關閉排泥閥、膜回用排污閥等；根據流量計自動調節變頻器頻率恒流產水；根據壓力值自動控制膜回用水泵變頻器頻率恒壓供水；水泵超載、液位高/低、儀表超限自動報警；統計產水量；帶式污泥脫水機報警顯示。2）手動操作：單步運行操作，既可手動操作整個系統運行，也可對系統進行檢修，對部件進行逐個調試。調試可以用控制柜中的開關對其進行控制，或是通過HMI、電腦監視畫面對其進行操作。
3電鍍廢水處理及回用自動控制系統設計
3.1電氣系統硬件配置
主要配置如下：斷路器、接觸器、中間繼電器、選擇開關等選用施耐德品牌若干；PLC采用三菱中型Q02系列模塊組，包含特殊功能串行通訊模塊QJ71C24N-R4、網絡通訊模塊QJ71E71-B2各一塊；變頻器采用三菱水泵專用型FR-R740系列；HMI選用威綸MT6100IV型觸摸屏；上位機選用研華IPC-615型工控機+世紀星組態軟件（無限點、Web兩用戶版）。
3.2PLC系統設計
使用三菱中型Q02系列PLC執行，通過數字式、模擬式的輸入和輸出控制現場設備及上位機數據采集和處理等，具有可靠性高，抗干擾能力強，功能強大，模塊化編程嚴謹，易標準化、易擴展等優點。
3.3PLC—變頻器PID控制算法
膜回用處理系統運行是一個非線性、時變、滯后的動態過程，其中的恒流產水是整個處理過程中極其重要的一部分，決定其處理效果的關鍵因素是回用水池內水質的含鹽量高低，因此，可以說含鹽量高低是電鍍廢水回用系統的最主要影響因素。在系統中，恒流產水是通過變頻器本身的PID功能來加以調節的。系統產水時，PLC將設定產水流量通過MODBUSRTU協議通訊協議傳遞給變頻器，變頻器啟動帶動高壓泵轉動起來，在高壓錯流的作用下，RO膜中心管便產出低鹽度水來；流量計檢測出當前的產水流量，轉換為4～20mA電流信號，傳回給變頻器與設定產水流量比較，通過PID調節功能使產水流量與頻率、電機轉速慢慢地達到一個較為穩定值。
3.4上位機監控設計
本項目的監控系統主要包括現場HMI和上位機監控兩部分。
3.4.1現場監控HMI
選用威綸電氣公司MT6100IV型人機界面。HMI主要用于顯示設備和系統狀態的實時信息，屏幕中的組態畫面可顯示相應的系統工作狀態信息，輸入數值或字符可與PLC進行數據交換，從而產生相應的動作，進而控制系統設備，實現對水泵、攪拌機、加藥泵、閥門運行的監控，并且可以對寄存器的部分參數進行設定。在具體設計上，以實用為基本出發點，在界面上體現出基本的輸入按鍵與輸出狀態顯示，同時以生動的圖形來模仿表示電鍍廢水處理系統的基本工作流程，最后做出清晰簡約的界面。
3.4.2上位機監控
為方便管理人員監視分析系統工作情況，我們借助三菱以太網模塊QJ71E71及世紀星組態軟件搭建了一個SCADA系統平臺。將系統的橫向信息（同一層不同節點的通信）和縱向通信（上、下層之間的通信）加以結合，能夠進行現場控制、故障診斷、過程優化、信息傳送等綜合處理，實現混合智能優化控制，使控制系統靈活、可操作、方便擴大控制規模。世紀星組態軟件是一套用來構造和生成計算機監控系統的組態軟件，基于Windows平臺運行，具有靈活的可視化界面，實用性強，并行處理性能良好。世紀星組態軟件完成的任務有數據的轉換、存儲以及語音報警功能，各類報表打印，實時數據顯示，歷史數據和歷史曲線查詢打印等。組態軟件的核心是實時數據庫，所以先在世紀星的實時數據庫中定義連接變量和所需的變量，然后單獨對每個變量設置屬性，如上下限報警、最佳反應條件、是否存盤以及存盤周期等
4結語
由于本項目是實際應用工程項目，故而程序龐大且復雜。經過仔細耐心的分析，并參閱大量資料，筆者慢慢熟悉了各個模塊的應用以及PLC編程的思路。在實際工程中有很多傳感器，數據可以直接反饋進入遠程AD，通過RS485傳回PLC，由于電鍍廢水處理過程過于龐大，只能到現場調試，調試起來也比較困難。但通過不斷調試、思索、修改、總結，筆者逐步熟悉并掌握了PLC模塊編程、MODBUSRTU協議通訊、工業TCP/IP協議、以太網協議通訊、變頻器和人機界面的實際應用。本項目至今已投運四年多，整個工程運行穩定，界面友好，顯示功能齊全，且故障率低，得到了廠方的一致好評，達到了節能、環保、高效的目的。
作者：羅敏 單位：威士邦（廈門）環境科技有限公司
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