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摘要：本文主要设计了一种基于PLC可编程控制器的餐厨垃圾除臭控制系统。综合考虑现场各种因素，该系统采用高可靠性Siemens S7-200SMART系列PLC控制器及HMI人机界面，完成对温度，液位， PH值，硫化氢，氨气等信号检测，并在人机界面上直观反映离心风机，循环水泵等主要设备的运行工况，另外能够完成除臭系统故障报警，历史曲线等各种功能。最后通过工业以太网与中控室DCS系统进行通讯，实现远程监视和自动化控制;并达到现场无人值守的目的，提高了餐厨垃圾除臭系统的安全性与可靠性。
关键词：除臭系统，自动控制，PLC
引言
餐厨垃圾在收集和处理过程中，能够迅速被微生物降解，产生污染，其中的氨、硫化氢等恶臭物质会使人食欲不振、头昏脑胀、呕吐，直接对呼吸道、内分泌系统、循环系统及神经系统产生危害，严重影响大众健康安全。针对餐厨垃圾散发的气味，我们采用餐厨垃圾除臭系统，取得了显著的成效。餐厨垃圾除臭系统通过采用PLC控制器，结合现场仪表检测，实现了除臭系统整体自动化、无人化控制。
1、除臭控制系统总体方案
1. 系统功能描述
采用化学除臭+光催化除臭+植物液除臭相结合的除臭模式，恶臭气体通过前端收集后，在风机的抽引下废气被送至除臭系统各处理单元进行净化处理，使废气达标排放。
第一步：各处理构筑物内产生的恶臭气体被送至一体化除臭装置的酸液洗涤净化段;
第二步：经过前端处理后的废气被送至一体化除臭装置的碱液洗涤净化段;
第三步：经过前端处理后的废气进入一体化除臭装置的光催化段;
第四步：经过前端处理后的废气进入植物液洗涤段;
第五步： 经处理达标的废气，通过烟囱引高15m以上排放。
2. 主要用电设备
1.1离心风机
产品应用
离心风机应用于引风，使废气按照一定压力通过除臭系统，净化后的气体通过烟囱排放到大气中。离心风机通过变频调速，除了达到除臭系统所需的风量，还有显著的节能效果。
主要技术参数
风量（Q），风压（P），功率（N），转速（n）
1.2离心泵
产品应用
立式离心泵应用于酸洗段、碱洗段、和植物液洗涤段的水循环，保证各阶段喷淋需求，使废气由气相变为液相。
主要技术参数
流量（m?/h），扬程（m），转速（r/min），电机功率（kW），必需汽蚀余量。
2、除臭控制系统硬件设计
除臭控制系统按照功能划分，可分为控制（PLC）、傳动（变频器）、检测（仪表）三大部分。
1.可编程控制器（PLC）
餐厨垃圾除臭系统选择一套西门子SIMATIC S7-200 SMART小型可编程控制器。S7-200 SMART结构紧凑、组态灵活且具有功能强大的指令集，这些优势组合使它成为控制各种应用的完美解决方案。
PLC支持PROFINET、TCP、UDP、Modbus TCP等多种工业以太网通信协议。通过此接口可与触摸屏、中控室上位机等连网通信。
2.变频器
变频器选择ABB ACS510系列，ACS510是ABB一款杰出的低压交流传动产品。ACS510传动适用于各类负载。还针对风机、水泵应用做了特别的优化。
该变频器具有以下特点：完美的风机、水泵应用; 高级控制盘; 用于降低谐波的专利技; 变感式电抗器; 循环软起; 用户自定义U/F曲线; 超越模式; 内置RFI滤波器作为标准配支，适用于第一和第二环境。
离心风机采用变频器拖动，不仅降低风机启动电压，还有显著的节能效果。
3.检测仪表
3.1液位计
液位计用于三个水箱循环水位的实时测量，并与离心水泵启、停进行联锁。通过4-20mA信号传送到PLC控制器。
主要参数：
量程：液位0-1m
精度等级：0.5级
防护等级：IP68
输出：一体式，两线制4-20mA
3.2温度传感器
温度计用于三个水箱循环水温度的实时测量，并与加热器启、停进行联锁。
主要参数：
量程：温度-20—+80℃
精度：±0.5℃
防护等级：IP66
输出：一体式，两线制4-20mA
3.3PH计
PH计用于酸、碱水箱循环水的PH值，并与加药泵启、停进行联锁。
主要参数：
量程：液位0-14m
精度：±0.01PH
防护等级：探头IP68，变送器IP65
输出：分体式，四线制4-20mA
3.4气体探测器
在离心风机出口检测硫化氢和氨气的浓度，超过规定值后进行故障报警，并增加风机风量。
主要参数：
量程：0～100ppm
精度：≤±3%
防护等级：IP65
输出：一体式，三线制4-20mA
3、除臭控制系统软件设计
1.工作模式
除臭控制系统分为就地和远程两种控制模式。当选择“就地”控制模式时，在现场进行控制;选择“远程”控制模式时，在中控室进行远程控制。同时就地模式又分为手动模式和自动模式。正常运行下，控制系统采用自动模式，系统设备顺序启、停，并与温度、液位等仪表信号进行联锁;在检修时，系统采用手动模式，每个设备可单独启、停，并取消各种联锁关系。 2.自动控制流程
以就地自动模式为例来介绍自动控制流程。按下“一键启动”按钮，程序开始检测，初始化完成后，正式启动。酸洗段补水阀打开补水，液位大于启泵液位后，启动循环水泵1A/1B; 碱洗段补水阀打开补水，液位大于启泵液位后，启动循环水泵2A/2B; 启动光催化;植物液补水阀打开补水，液位大于启泵液位后，启动循环水泵3A/3B;最后启动风机，通过频率调节达到除臭系统所需的风量。除臭系统开始工作。
自动控制流程图
3.软件编程
我们选择西门子STEP7-Micro/WIN SMART 编程组态软件。这款组态软件支持LAD（梯形图），STL（语句表），FBD（功能块图）三种编程语言。除了编程组态外，软件还具有变量定义与注释，状态监控，丰富的指令库，强大的密码保护等功能。
3.1除臭系统联锁关系
通过编写设备之间的联锁关系表，为之后的PLC编程提供必要的依据。
3.2除臭系统IO信号点表
通过IO点表选择合适的CPU控制器和IO扩展模块。同时IO点表也作为程序的注释，便于理解整个程序的控制。
根据除臭系统设备IO点数，硬件配置选择一个CPU模块（SR60， AC/DC/继电器），一个16點的DI模块，一个8点的DO模块，两个8点的AI模块，一个4点的AO模块。
3.3除臭系统部分程序
3.3.1主程序
主程序用来调用各子功能块，以实现各种功能。当某个条件满足时，就执行相应的子程序;条件不满足时，跳过相应子程序。
3.3.2初始化
初始化子程序主要用于程序上电时，初次扫描复位所有的控制指令，要求系统处于规定的初始状态，避免产生无动作。
3.3.3风机水泵手动控制程序
离心风机自带强冷散热风扇，用以保证在低频运行时有足够的散热能力。散热风扇作为离心风机的启动条件，和风机停止有联锁关系。散热风扇停止，风机立即停止。为了更好的保护风机，采用ABB变频器进行过载、短路、缺相、超温等保护。
循环水泵一用一备，每次只能开启一台水泵。并且水泵与液位有联锁关系。只有大于启动液位，才允许水泵启动;低于这一液位时，水泵立即停止。
结语
除臭控制系统选用具有优良性能的液位计，温度传感器、PH计等检测装置，对除臭控制系统进行实时状态检测;以西门子S7-200SMART PLC为监控中心，对除臭系统进行在线监控，实现自动控制，提高了除臭控制系统的自动化管理水平。
参考文献
[1] 王洪猛，谢建君，曾云，白雪峰.基于PLC 的过程控制系统设计与实现.2006.9
北京粤华紫科环保科技有限公司 北京市 100080
关键词：除臭系统，自动控制，PLC
引言
餐厨垃圾在收集和处理过程中，能够迅速被微生物降解，产生污染，其中的氨、硫化氢等恶臭物质会使人食欲不振、头昏脑胀、呕吐，直接对呼吸道、内分泌系统、循环系统及神经系统产生危害，严重影响大众健康安全。针对餐厨垃圾散发的气味，我们采用餐厨垃圾除臭系统，取得了显著的成效。餐厨垃圾除臭系统通过采用PLC控制器，结合现场仪表检测，实现了除臭系统整体自动化、无人化控制。
1、除臭控制系统总体方案
1. 系统功能描述
采用化学除臭+光催化除臭+植物液除臭相结合的除臭模式，恶臭气体通过前端收集后，在风机的抽引下废气被送至除臭系统各处理单元进行净化处理，使废气达标排放。
第一步：各处理构筑物内产生的恶臭气体被送至一体化除臭装置的酸液洗涤净化段;
第二步：经过前端处理后的废气被送至一体化除臭装置的碱液洗涤净化段;
第三步：经过前端处理后的废气进入一体化除臭装置的光催化段;
第四步：经过前端处理后的废气进入植物液洗涤段;
第五步： 经处理达标的废气，通过烟囱引高15m以上排放。
2. 主要用电设备
1.1离心风机
产品应用
离心风机应用于引风，使废气按照一定压力通过除臭系统，净化后的气体通过烟囱排放到大气中。离心风机通过变频调速，除了达到除臭系统所需的风量，还有显著的节能效果。
主要技术参数
风量（Q），风压（P），功率（N），转速（n）
1.2离心泵
产品应用
立式离心泵应用于酸洗段、碱洗段、和植物液洗涤段的水循环，保证各阶段喷淋需求，使废气由气相变为液相。
主要技术参数
流量（m?/h），扬程（m），转速（r/min），电机功率（kW），必需汽蚀余量。
2、除臭控制系统硬件设计
除臭控制系统按照功能划分，可分为控制（PLC）、傳动（变频器）、检测（仪表）三大部分。
1.可编程控制器（PLC）
餐厨垃圾除臭系统选择一套西门子SIMATIC S7-200 SMART小型可编程控制器。S7-200 SMART结构紧凑、组态灵活且具有功能强大的指令集，这些优势组合使它成为控制各种应用的完美解决方案。
PLC支持PROFINET、TCP、UDP、Modbus TCP等多种工业以太网通信协议。通过此接口可与触摸屏、中控室上位机等连网通信。
2.变频器
变频器选择ABB ACS510系列，ACS510是ABB一款杰出的低压交流传动产品。ACS510传动适用于各类负载。还针对风机、水泵应用做了特别的优化。
该变频器具有以下特点：完美的风机、水泵应用; 高级控制盘; 用于降低谐波的专利技; 变感式电抗器; 循环软起; 用户自定义U/F曲线; 超越模式; 内置RFI滤波器作为标准配支，适用于第一和第二环境。
离心风机采用变频器拖动，不仅降低风机启动电压，还有显著的节能效果。
3.检测仪表
3.1液位计
液位计用于三个水箱循环水位的实时测量，并与离心水泵启、停进行联锁。通过4-20mA信号传送到PLC控制器。
主要参数：
量程：液位0-1m
精度等级：0.5级
防护等级：IP68
输出：一体式，两线制4-20mA
3.2温度传感器
温度计用于三个水箱循环水温度的实时测量，并与加热器启、停进行联锁。
主要参数：
量程：温度-20—+80℃
精度：±0.5℃
防护等级：IP66
输出：一体式，两线制4-20mA
3.3PH计
PH计用于酸、碱水箱循环水的PH值，并与加药泵启、停进行联锁。
主要参数：
量程：液位0-14m
精度：±0.01PH
防护等级：探头IP68，变送器IP65
输出：分体式，四线制4-20mA
3.4气体探测器
在离心风机出口检测硫化氢和氨气的浓度，超过规定值后进行故障报警，并增加风机风量。
主要参数：
量程：0～100ppm
精度：≤±3%
防护等级：IP65
输出：一体式，三线制4-20mA
3、除臭控制系统软件设计
1.工作模式
除臭控制系统分为就地和远程两种控制模式。当选择“就地”控制模式时，在现场进行控制;选择“远程”控制模式时，在中控室进行远程控制。同时就地模式又分为手动模式和自动模式。正常运行下，控制系统采用自动模式，系统设备顺序启、停，并与温度、液位等仪表信号进行联锁;在检修时，系统采用手动模式，每个设备可单独启、停，并取消各种联锁关系。 2.自动控制流程
以就地自动模式为例来介绍自动控制流程。按下“一键启动”按钮，程序开始检测，初始化完成后，正式启动。酸洗段补水阀打开补水，液位大于启泵液位后，启动循环水泵1A/1B; 碱洗段补水阀打开补水，液位大于启泵液位后，启动循环水泵2A/2B; 启动光催化;植物液补水阀打开补水，液位大于启泵液位后，启动循环水泵3A/3B;最后启动风机，通过频率调节达到除臭系统所需的风量。除臭系统开始工作。
自动控制流程图
3.软件编程
我们选择西门子STEP7-Micro/WIN SMART 编程组态软件。这款组态软件支持LAD（梯形图），STL（语句表），FBD（功能块图）三种编程语言。除了编程组态外，软件还具有变量定义与注释，状态监控，丰富的指令库，强大的密码保护等功能。
3.1除臭系统联锁关系
通过编写设备之间的联锁关系表，为之后的PLC编程提供必要的依据。
3.2除臭系统IO信号点表
通过IO点表选择合适的CPU控制器和IO扩展模块。同时IO点表也作为程序的注释，便于理解整个程序的控制。
根据除臭系统设备IO点数，硬件配置选择一个CPU模块（SR60， AC/DC/继电器），一个16點的DI模块，一个8点的DO模块，两个8点的AI模块，一个4点的AO模块。
3.3除臭系统部分程序
3.3.1主程序
主程序用来调用各子功能块，以实现各种功能。当某个条件满足时，就执行相应的子程序;条件不满足时，跳过相应子程序。
3.3.2初始化
初始化子程序主要用于程序上电时，初次扫描复位所有的控制指令，要求系统处于规定的初始状态，避免产生无动作。
3.3.3风机水泵手动控制程序
离心风机自带强冷散热风扇，用以保证在低频运行时有足够的散热能力。散热风扇作为离心风机的启动条件，和风机停止有联锁关系。散热风扇停止，风机立即停止。为了更好的保护风机，采用ABB变频器进行过载、短路、缺相、超温等保护。
循环水泵一用一备，每次只能开启一台水泵。并且水泵与液位有联锁关系。只有大于启动液位，才允许水泵启动;低于这一液位时，水泵立即停止。
结语
除臭控制系统选用具有优良性能的液位计，温度传感器、PH计等检测装置，对除臭控制系统进行实时状态检测;以西门子S7-200SMART PLC为监控中心，对除臭系统进行在线监控，实现自动控制，提高了除臭控制系统的自动化管理水平。
参考文献
[1] 王洪猛，谢建君，曾云，白雪峰.基于PLC 的过程控制系统设计与实现.2006.9
北京粤华紫科环保科技有限公司 北京市 100080