1、污水处理工艺流程
车集选煤厂污水处理主要针对车集矿井涌水、雨水及生产污水。具体工艺流程：车集矿井涌水进入1＃、2＃斜管沉淀池（雨水和冲地用水以及滤液水进入一级水池后经一级泵房打入斜管沉淀池），斜管沉淀池的底流进入煤泥排污池，经排污泵打入压滤车间回收煤泥或打入浓缩池，溢流水进入二级清水池，分别供给矿井、煤化工以及生产蓄水池，其中煤化工供水需要开启2台高压泵，生产泵房通过3台生产水泵打入循环水池。在一级水池以及矿井涌水进入斜管池前的主管道上进行加药处理，加药泵房有2台加压泵以及2个搅拌桶。
2、控制系统设计
2.1控制系统工作原理
基于PLC的污水处理控制系统主要由PLC控制柜、传感器、执行机构、监控计算机和光端机等构成。
该系统以PC为上位机，通过S7-300PLC对现场设备进行控制，利用WinCC组态软件对PLC采集的模拟量进行处理，实现系统中电流、水位、流量、温度等约120个点的监控；监控系统可以通过以太网将信息上传至信息管理层,整个软件系统及数据库能与甲方的局域网做到数据共享。
2.2主要设备选型及设计方案
（1）PLC的选型
基于PLC的矿井排水监控系统采用西门子S7-300系列，CPU型号为315-2DP/EN（带以太网接口），电源模块选用PS307，5A；数字量输入模块选用SM321(DI32×DC24V)，数字量输出模块选用SM322(DO32×DC24V/0.5A)，模拟量输入模块选用SM331(AI8×12Bit)。
（2）外围设备及控制方案
本方案新增外围设备有液位计5个，流量计3个，管路电液阀门及电控箱15套，监控摄像机10台及保护传感器若干等。
结合污水站目前的运行现状，可以实施分区域控制，具体如下：
①一级水池、一级泵房集控利用液位计检测一级水池的液位，并实现液位与泵的开、停连锁。在污水站低压配电室内增加1台PLC控制柜，液位信号接入PLC控制柜，并在操作界面上显示；
②加药泵房的集控在矿井来水管道上安装流量计，当检测到流量信号时或一级泵房中的任何1台泵启动时，开启770#或771#加药泵；
③二级泵房的集控当接到煤化工供水通知时，结合生产水池液位情况开启765#、766#单级双吸泵。包含765#、766#泵进、出口4个蝶阀的自动控制。更换现有的4个蝶阀，并实现蝶阀与单级双吸泵的联锁控制。在生产水池安装液位计，液位信号接入PLC控制柜，并在操作界面上显示，当液位计高时，发出报警信号；
④生产泵房的集控在生产蓄水池安装液位计并实现液位计与生产泵的连锁，当生产需要补加清水时，可以远程控制泵的开启，当液位低时停泵；
⑤煤泥排污作业的集控在煤泥池安装液位计，同时实现液位计与排污泵的连锁，通过远程控制煤泥排污泵，定期开、停排污泵；
⑥排污阀门的集控采用电液推杆控制排污阀门的开启，每组使用5个电液推杆，每5个电液推杆为1个控制单元，共计4个控制单元，集中控制电液推杆的控制单元，实现定时开启。实现远程手动与自动切换控制；
⑦监控系统自动化系统完成后，可以减少污水站的上岗人员，只需要进行日常维检工作，日常维检工作放在白天进行，夜间可以封闭污水站的进、出口，所以监控系统要重点监测各级泵房，以观察泵的运行情况，新增10个摄像头，分别位于污水站南和北通行口处、一级泵房、二级泵房与生产泵房处等，视频信号接入选煤厂视频系统；
⑧控制地点的选择控制地点放在生产调度中心由调度员进行操作，操作计算机与低压配电室新增的PLC通过光缆实现通讯。
（3）集控设备操作要求
①通过控制界面中泵及阀门的颜色来判断设备当前的状态：集中/就地、开到位、关到位；②集控人员控制设备“开/关”时，控制箱的“集中/就地”的转换开关必须处在“集中”位置；③按住阀门的“开阀门”、“关阀门”时，阀门开始动作，松开按钮阀门停止动作；④如果点着按钮不放直到“开到位”、“关到位”阀门自动停止；⑤点击设备的“启动”，泵开始工作、点击设备的“停止”，泵停止工作。
3、应用效果分析
（1）系统灵活多变。该系统通过PLC组态系统可以灵活调整设备控制方式，既可以实现调度集中控制，也可以实现现场就地控制；系统后期扩展非常方便，只需要在原有系统上增加新设计的部分，系统可以很好地兼容；
（2）系统可操作性强。基于PLC建立的该控制系统维护量非常小，只需要机电维修工定期对集成电路进行简单维护；加快生产设备启、停车进程，缩短设备的空运转时间，从而降低电能消耗及设备故障率，提高系统的生产效率。
（3）实现“走岗式”管理。在日常使用过程中，效果非常明显，通过调度员集中控制进行排污处理，现场岗位工进行巡回检查设备运行情况，现场岗位人员由10人降至5人，实现减员提效的同时有效保障了安全生产。
4、结语
基于PLC的污水处理控制系统实现各种设备启停集中控制，对设备运行状态信号进行实时监控，利用WinCC强大的数据采集和处理能力，实现了污水处理的集中显示和管理、报警处理等功能。该系统通过在车集选煤厂的应用，实现员工“走岗式”管理，减轻了员工的劳动强度,有效提高安全生产运行水平。
