摘要：针对近年来我国污水废水增多问题，基于三菱FX3U设计一种PLC控制的废水处理系统。根据污水处理的实际需求，依靠FX3U设计污水各阶段的自动处理程序，旨在使废水处理系统工作平稳可靠和实现自动化控制。
关键词：程序设计；三菱FX3U；废水处理；自动控制
随着我国经济的快速发展，城市居民和部分企业用水量需求增大，产生的污水废水也随之增多。目前处理污水废水的方法主要是排入河流，会对周边环境产生一定的不良影响。PLC作为通用工业控制计算机，具有编程简单、易于学习、通用性好、耐腐蚀、抗干扰能力强等优点，可用少量逻辑控制指令实现继电器控制，是设计废水处理系统的较优工具。为此，设计一种废水处理系统，以期提供一种治理城市生活废水的方式，为居民身体健康和生活环境安全提供保障。
1废水处理系统的设计
1.1整体结构
废水处理系统由污水处理池、清水池、中水水箱、电控箱等组成，通过电动阀、风机、1#清水泵、2#清水泵等动作来完成对废水处理。其具体结构如图1所示。
1.2工作原理
污水处理的第一阶段：当污水池中的水位处于低水位或无水状态时，电动阀自动开起纳入污水。当污收稿日期：2021-07-12作者简介：蔡婷婷（1984—），女，硕士，讲师，从事电气控制系统设计及机电一体技术的实践研究。水池纳入的污水至高水位时，电动阀关闭，污水池中的污水呈微氧和厌氧状态。污水处理的第二阶段：采用降解大分子污染物的好氧处理（曝气），对污水进行脱色、除臭、平衡菌群pH值、高效除污处理，整个处理过程一般需要6～8h。曝气管路上安装排空电磁阀，当电动阀门关闭后，排空电磁阀开启，罗茨风机延时空载起动，然后排空电磁阀关闭，污水池开始曝气。污水处理的第三阶段：曝气处理结束后，排空电磁阀再次开启，罗茨风机空载停机，然后排空电磁阀延时关闭；经过0.5h的水质沉淀后，启动1#清水泵，将沉淀后的水泵入清水池；当清水池中的水位升至正常高水位时，1#清水泵自动停止运行；这时，2#清水泵启动向中水箱泵水，当水箱内达到正常高水位时，2#清水泵停止运行，水箱内的水全部完成处理。
2基于三菱FX3U的系统控制
2.1输入/输出点地址分配
2.2程序设计
1）系统启动过程如图2所示。PLC得电的一瞬间，置位块S0，按下启动按钮SB1，使X0得电，同时置位Y16使运行指示灯HL1常亮，完成系统最初的启动。
2）污水处理第一阶段的进水过程如图3所示。当污水池中的水位处于低水位或无水状态时，按下按钮SB3，使得X2得电，步进电机以200Hz频率正转4圈，带动机构使电动阀开启到最大位置，开始纳入污水。当池中纳入的污水升至正常高水位时，传感器SQ1检测到后发送信号，步进电机再次以200Hz频率反转，并带动机构使得电动阀关闭。
3）污水处理第二阶段的曝气过程如图4所示。电动阀门关闭后，伺服电机以3600Hz的脉冲频率正转4圈，排空电磁阀门开启到最大位置。3s后风机电机低速启动，通过外部时间继电器进行计时。计时结束后，排空电磁阀关闭，风机电机开始高速运行，污水池开始曝气，使设备曝气30s。
4）污水处理最终净水过程如图5所示。排空电磁阀开启到最大模式运行，6s后排空电磁阀以3600Hz的脉冲频率再次关闭。15s后，电机M3以50Hz频率运行拖动清水泵1#，将沉淀后的水泵入清水池中。清水池中的水位上升至中位时，传感器SQ2给出信号，则M3电机以20Hz的频率运行。当清水池中的水位上升至高位时，传感器SQ4给出信号，同时清水泵1#自动停止。这时M3电机起动运行拖动清水泵2#，自动向水箱中泵水。当水箱内的水位上升至中位时，M3电机切换为30Hz频率运行，直到水位上升至高位，由传感器SQ4给出信号后，清水泵2#自动停止运行，这时水箱内的水全部处理完成。
5）按下急停按钮SB2后，X1得电瞬间，状态寄存器S和辅助继电器M复位，达到迅速停止的目的。
3结论
建立城市污水处理系统，能够有效的处理生活废水，保护城市生态环境，有利于实现可持续性发展。基于三菱FX3U控制的废水处理系统工作平稳可靠，实现自动化控制，处理废水效果理想，可满足城市废水处理的需求。
作者：蔡婷婷 单位：江苏联合职业技术学院