鋼絲繩式格柵除污機是一種自動化程度較高的污水處理設備，用于攔截和清除污水中粗大的漂浮物。黃石市磁湖污水處理廠2003年投入使用了三臺此種設備，其核心控制系統選用日本三菱公司生產的FX1N -40MR型可編程控制器（I/O輸入28點，輸出18點），輔以接近開關（感應距為5mm和l0mm）和FDU81型液位差計作為信號采集裝置。3年的實踐證明，PLC控制安全可靠，滿足了污水處理工藝自動化的要求。
一、設備簡介
格柵除污機主要由驅動裝置、差動機構、卸渣機構、清污抓斗、導軌、柵體框架、維修平臺及電控裝置組成。這種機型每臺有三根鋼絲繩索，纏繞在同一個卷筒上，其中兩側鋼絲繩牽引抓斗沿導軌上下滑動，由一臺2.2kW升降電機驅動；中間一根鋼絲繩控制抓斗的開閉，由另一臺0.75kW啟閉電機驅動，因此抓斗的升降和齒耙開閉分別由兩個相互獨立的電機驅動，設備主要結構見圖1。抓斗的上下限位、鋼絲繩松繩、斷繩及開、閉耙到位均設有成對的接近開關，與PLC控制器一起實現自動除渣的動作。即抓斗下行一開耙一閉耙一上行一卸渣一運行計時一停機計時一下行。
二、PLC控制過程
控制原理如圖2、圖3所示。
1．抓斗下行。開機前抓斗位于起始位置，提升到位接近開關接通，常開點X6閉合。選擇手動或自動開關，即常開點X15或X16閉合，按下啟動按鈕，常開點X20閉合，則輔助繼電器M392接通，升降電機啟動，抓斗下行。
2．開耙。定時器T0接通開始計時，延時2s后T0常開點閉合，M393接通，啟閉電機啟動，抓斗開耙。開耙到位后，開耙到位接近開關接通，常閉點X7斷開，啟閉電機停止運轉。
3．閉耙。抓斗下行至池底，閉耙到位接近開關接通，則常開點X4閉合，M0接通，升降電機停止運轉，同時常開點M0閉合，M394得電，啟閉電機啟動，抓斗閉耙。閉耙到位時，閉耙到位接近開關接通，常開點X5閉合，M1接通，啟閉電機停止運轉。
4．抓斗上行。閉耙到位后，常開點M1閉合，M395得電，升降電機開始運轉，抓斗上行，提升到位，常開點X6閉合，M2接通，升降電機停止運轉。
5．卸渣。抓斗上行到位后延時3s，通過本機差動機構和卸渣機構自行將廢渣排至小車外運，同時運行計時器和停機計時器工作，至此一個工作循環結束。
三、PLC控制特點與功能
1．實現一系列準確的清撈動作。格柵除污機是間斷運行的，通過PLC內部計時器，嚴格控制除污機運行時間、停機時間和卸渣時間，所有輸出信號均可送至中央控制室，實現遠程控制，方便值班人員夜間操作。
2．松繩保護。抓斗上行、下行過程中，當遇到障礙物時，出現松繩但耙沒下放到位的現象，這是一種非正常狀態（耙未到達池底）。本機PLC內部設置了一計數器C0記下松繩次數，即記錄指定時間內出現這種狀態的次數，如達到設定值，則常開點C0閉合，M104工作，輸出報警信號和控制相應輸出繼電器，見圖4，提請操作人員查看現場，采取措施排除障礙物。
3．開、閉耙保護。當抓斗開耙、閉耙過程中出現障礙時，開耙、閉耙到位開關不能按時接通。此時PLC設置了T1、T2，見圖4，限時7s若不能完成開耙、閉耙動作，則輸出故障信號，并控制相應繼電輸出，保證了除污機的安全運行。
4．根據液位差靈活控制運行。當攔截殘渣數量較多時，格柵除污機前后液位出現較大的高度差，此時即使在停機狀態，也必須開機，因此在自動工作狀態，格柵除污機運行還受液位差控制器及定時時間的控制，見圖2。即當設備處在間歇停止狀態時，柵體前后的液位差達到一定的設定值或保持間斷工作的定時時間到，X22閉合，M3接通，M392工作，設備即投入工作，可根據實際情況靈活運行操作。
5．過載保護。當設備發生機械過載或電機過載等故障時，X2和X10閉合，M100得電，報警并控制相應繼電輸出。在每一動作程序均設有常閉點X17，急停按鈕啟動后，所有常閉點X17斷開，相應電機停止運轉，見圖4。
四、安裝及使用注意事項
1．PLC要求環境溫度在0~55℃為宜，安裝時不能將其放在發熱量大的元器件下面，四周通風散熱的空間應足夠大。如果周圍環境超過55℃，則應安裝電風扇強迫通風。
2．為了抑制加在電源及輸入端、輸出端的干擾，應給PLC接上專用地線。接地點應與動力設備（如電機）的接地點分開，若達不到這種要求，則必須做到與其他設備公共接地，禁止與其他設備串聯接地。
3．對電源的要求。PLC供電電源為50Hz、220(1±10%)V的交流電。對于電源線來的干擾，應安裝一臺帶屏蔽層的變比為1:1的隔離變壓器，然后再接入PLC。若現場電源質量滿足不了上述要求，則需設置一個精度較高的穩壓電源。
4．PLC在使用中會因外界干擾、后備電池電量耗盡和硬件等因素，使其內部的程序丟失。一旦發生此類情況，若不能及時將原程序重新裝入，則將造成設備的全面癱瘓，這就需要做好程序的備份。
五、結語
PLC應用于鋼絲繩式格柵除污機的自動控制，實現了抓斗下行、開耙、閉耙、提升、卸渣五個機械動作，按照預期設定的時間運行，直至限制各個動作的接近開關接到信號為止。運行實踐證明，與傳統繼電器控制相比，PLC節省了大量時間繼電器、計數器、步進控制開關等設備，提高了自動控制的準確性和可靠性，同時保障了被控設備的運行安全，實現了良好的經濟效益和社會效益。
參考文獻：
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