1、綜述
1.1 主要功能：
對(duì)預(yù)處理單元（混凝沉淀+無(wú)閥濾池）和深度處理單元（瓷砂過(guò)濾+RO反滲透系統(tǒng)）的手/自動(dòng)完全控制。包括預(yù)處理單元：調(diào)節(jié)池出水流量調(diào)節(jié)；混凝沉淀+過(guò)濾及PH控制，污泥脫水控制；深度處理單元：瓷砂過(guò)濾器的過(guò)濾/反洗控制以及RO反滲透系統(tǒng)的控制。加藥系統(tǒng)控制。各電控設(shè)備的工作狀態(tài)顯示，液位、流量、壓力、溫度、PH和電導(dǎo)率等工藝參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示、記錄、查詢、打印等功能。
1.2 技術(shù)特點(diǎn)：
1）、采用PLC+工控機(jī)集中控制，控制方式分為手動(dòng)、自動(dòng)；
2）、RO系統(tǒng)的高壓泵采用變頻恒流量控制，PID參數(shù)可根據(jù)工藝需要在線修
改。
3）、時(shí)間等參數(shù)可在線修改，操作靈活方便。
4）、工藝參數(shù)的實(shí)時(shí)、歷史曲線，報(bào)警記錄及數(shù)據(jù)報(bào)表可在線瀏覽，查詢，
打印，復(fù)制。存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)十年。
5）、PLC與上位機(jī)采用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通訊。
2、需求分析
煤炭是我國(guó)重要的基礎(chǔ)能源和原料,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有重要的戰(zhàn)略地位,在我國(guó)一次能源結(jié)構(gòu)中,煤炭占到70%以上。在煤炭開采的過(guò)程中不可避免地大量排放礦井水和破壞水資源。目前,全國(guó)煤礦礦井水排放量約為42億噸,約占整個(gè)采礦業(yè)(有色冶金、黃金、化工等礦山)的80％,而利用率約為50％。我國(guó)大部分富煤地區(qū)就是貧水地區(qū)。一般情況下，每挖1噸煤可排放2-3噸的水，2005年山西煤炭產(chǎn)量約5.5億噸，這就意味著約有13億噸水資源受到破壞，水量排放之大，水資源浪費(fèi)之多觸目驚心。
為保障礦山地區(qū)水資源可持續(xù)利用，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局近日聯(lián)合印發(fā)
了《礦井水利用發(fā)展規(guī)劃》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》)，要求以提高礦井水利用率為目標(biāo)，以企業(yè)為主體，以市場(chǎng)為導(dǎo)向，以技術(shù)創(chuàng)新為動(dòng)力，促進(jìn)礦井水凈化處理工程建設(shè)，推動(dòng)礦井水利用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展?！兑?guī)劃》提出，到2015年，逐步建立較完善的礦井水利用法律法規(guī)體系、宏觀管理和技術(shù)支撐體系，實(shí)現(xiàn)礦井水利用產(chǎn)業(yè)化；全國(guó)煤礦礦井水排放量達(dá)71億立方米，利用量54億立方米，利用率提高到75%，新增礦井水利用量18億立方米，加上非煤礦山新增礦井水利用量約5億立方米，全國(guó)新增礦井水利用量約23億立方米。
將礦井水凈化處理后作為礦區(qū)生活用水和工業(yè)用水，不僅節(jié)約了水資源，而
且避免了未經(jīng)處理直接外排污染地表水環(huán)境，經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益明顯。
3、軟件功能
本礦井水處理系統(tǒng)采用Siemens公司S7-300 PLC控制。
3.1混凝沉淀控制子程序
礦井水在井下混合后排出，考慮到后續(xù)沉淀過(guò)濾的穩(wěn)定進(jìn)水，設(shè)置緩沖調(diào)節(jié)池均衡水質(zhì)水量。調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)容積較大，分兩格?？紤]到系統(tǒng)靈活運(yùn)行，兩格可獨(dú)立運(yùn)行，分別設(shè)置刮泥機(jī)及排泥泵。在緩沖調(diào)節(jié)階段，大顆粒懸浮物，比重較大的物質(zhì)自然沉淀，由機(jī)械刮泥排至泥斗，由排泥泵輸送至污泥濃縮池。廢水由提升泵提升經(jīng)管道混合器進(jìn)行PH調(diào)節(jié)和混合至后續(xù)設(shè)施。調(diào)節(jié)池出水設(shè)置在線PH及流量監(jiān)測(cè)，在線流量監(jiān)測(cè)異常時(shí)報(bào)警提醒調(diào)整處理參數(shù)。
3.2污泥脫水控制子程序
3.3 瓷砂過(guò)濾器控制子程序
系統(tǒng)中瓷砂過(guò)濾器共四臺(tái)（01-04），同時(shí)運(yùn)行過(guò)濾程序，依次進(jìn)行反沖洗程序；過(guò)濾反洗周期為24小時(shí)，累計(jì)過(guò)濾24小時(shí)，進(jìn)行一次反沖洗。過(guò)濾器反沖洗前，先停過(guò)濾加壓泵和RO系統(tǒng)，三分鐘后先關(guān)過(guò)濾進(jìn)、出水閥，然后，開反洗進(jìn)、出水閥，再開反洗泵，進(jìn)入反洗狀態(tài)。反洗結(jié)束后回到過(guò)濾狀態(tài)。
3.4網(wǎng)絡(luò)配置
本系統(tǒng)分為兩級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，第一級(jí)網(wǎng)絡(luò)為ETHERNET網(wǎng)，第二級(jí)網(wǎng)絡(luò)為MPI網(wǎng)。
4、HMI
自動(dòng)控制系統(tǒng)采用PLC+工控機(jī)的方式，本系統(tǒng)的工控設(shè)備使用S7-300系列
PLC。系統(tǒng)分為兩種控制方式：自動(dòng)運(yùn)行方式和手動(dòng)運(yùn)行方式。自動(dòng)運(yùn)行通過(guò)工控機(jī)上進(jìn)行參數(shù)設(shè)定；手動(dòng)運(yùn)行通過(guò)PLC柜面板旋鈕控制啟停。通過(guò)工控機(jī)可以直觀地了解整個(gè)工藝系統(tǒng)的狀況及單元設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。可以隨時(shí)輕松完成對(duì)系統(tǒng)的工藝參數(shù)進(jìn)行修改與調(diào)整。生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)故障時(shí)，及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)畫面閃爍顯示，并記錄，查詢。所有的工藝參數(shù)如液位、流量、壓力等均進(jìn)行歷史趨勢(shì)和實(shí)時(shí)趨勢(shì)的顯示和記錄，以便進(jìn)行運(yùn)行分析及故障分析，使我們準(zhǔn)確掌握設(shè)備運(yùn)行情況。
