摘要：本文介绍西门子PLC控制系统在平板膜测试系统中的应用，详细叙述西门子PLC实现无人值守控制的编程，系统编程简单，维护方便，运行可靠。

    0 概述
    近年来随着国家节能减排和对污水处理达标排放的要求越来越高，国内对污水处理尤其是深度水处理的需求越来越迫切，作为水处理的核心元件—膜的应用将越来越广泛，市场需求总量也将越来越大。在我国市场上进口膜占据了相当大的份额，发展国产膜势在必行。本文以在江苏某污水处理厂测试的平板膜为例介绍西门子PLC控制系统如何实现平板膜测试系统的无人值守运行。

    1 系统的硬件组成
    1.1膜组器部分
    本平板膜测试系统测试的膜组器共有两种型号：分别是PB-A和PB-B型，说明如下：
    PB-A，膜元件PB-145A型，材质PVDF，公称孔径0.1 Km、2个取水口，参考设计通量0.55 m3/（ m2·d ），目标运行通量0.55～0.80 m3/（m2·d ），设计临界跨膜压差10 kPa，设计临界最高TMP为15 kPa，元件设计需气量7.0 L/min片。PB-B，膜元件PB- 145B型，材质X，公称孔径0.2μm、2个取水口，参考设计通量0.55 m3/（m2·d ），目标运行通量0.55～0.80 m3/（m2·d ），设计临界跨膜压差10 kPa、设计临界最高TMP为15 kPa，元件设计需气量7.0 L/min每片。
    为了实现膜组器测试条件的一致性，所有膜组器在测试时被安装在同一个测试装置内，测试装置可以同时满足2台膜组器的测试要求。测试装置如图1所示。

    1.2现场仪表部分
    采用电磁流量计、压力变送器、涡街流量街等仪表作为平板膜测试系统的现场检测元件。
    电磁流量计是利用法拉第电磁感应定律制成的一种丈量导电液体体积流量的仪表。由流量传感器和变送器两大部分组成。在丈量管上装有激磁线圈，通激磁电流后产生磁场穿过丈量管，电极在丈量管内壁与液体相接触，产生感应电势，通过变送器输出4～20 mA信号，达到流量检测的目的。
    压力变送器是通过高、低压侧的隔离膜片和灌充液将过程压力传递给中心的灌充液，中心灌充液将压力传递到传感膜片上，引起传感膜片的位移，从而改变传感膜片和电容极板之间的电容的差值实现介质压力的检测。
    涡街流量计是根据流体振荡原理来测量介质的流量，流体在管道中经过涡街流量计时产生的流体旋涡对三角柱产生交替变化的压力，由压电信号传感器检测成电信号经前置放大器进行放大，变换成标准电信号输出的一种流量检测仪表。
    膜组器测试现场使用仪表分为：电磁流量计8台用以检测进出水的流量，分别是1#膜组器上流量、1#膜组器下流量、2#膜组器上流量、2#膜组器下流量、1#产水泵出口流量、2#产水泵出口流量、进水泵流量、回流泵流量；涡街流量计1台，用以检测平板膜测试系统的进风量；压力变送器4台，用以检测膜组器的工作压力，分别是1#膜组器上压力、1#膜组器下压力、2#膜组器上压力、2#膜组器下压力，检测两组膜组器的出水压力。
    1.3现场电气部分
    平板膜测试系统采用电机功率为22 kW的离心水泵一台，安装在污水处理厂的A/O2池上作为系统取水用的进水泵，通过进水泵把污水引至缓冲槽中；采用电机功率为11 kW的潜污泵一台安装在测试系统的回流槽中，实现污水回流，达到液位平衡的目的；两台产水泵选用1.1 kW的电机作为驱动源和与之配套的2台气动阀门组成两套产水泵组，实现平板膜测试系统产水之用。
    1.4自动控制部分
    采用先进的PLC控制技术实现本测试系统的自动控制功能。PLC是可编程序控制器（Program-mable Logic Controller）的简称，是一种数字运算的电子系统，专为在工业复杂环境下应用而设计。其中德国西门子公司S7系列可编程序控制器能够适用于极端复杂的工业环境，具有很强的抗干扰能力和很高的可靠性，对工作电源没有特殊要求。为了降低测试系统的硬件成本，PLC采用西门子S7-300系统来实现本测试系统的数据采集与逻辑控制。本控制系统设置一台工程师站实时采集现场膜组器运行的状态数据，工程师站采用以太网通讯形式与S7-300的PLC连接，实现整个PLC控制监控系统。自动控制系统组成示意图如图2所示。

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