PLC控制的污水處理控制系統(tǒng)

　　一、污水處理工藝

　　不同的污水處理對(duì)象,不同的污水處理環(huán)境,將需要有不同污水處理控制系統(tǒng)工藝來(lái)處理。因此, 在選擇污水處理工藝的時(shí)候,必須要認(rèn)真考慮當(dāng)?shù)匚鬯那闆r,以及實(shí)際的污水處理的環(huán)境。

　　1、污泥處理工藝。污水生物處理過(guò)程中將產(chǎn)生大量的生物污泥,有機(jī)物含量較高且不穩(wěn)定,易腐化,并含有寄生蟲(chóng)卵,若不妥善處理和處置,將造成二次污染。工程污泥處理工藝采用機(jī)械濃縮、機(jī)械脫水方案,處理后的污泥含水率均能達(dá)到80% 以下。 而污泥穩(wěn)定的常用工藝包括:厭氧消化、好氧消化、熱處理、加熱干化和加堿穩(wěn)定。

　　2 、常用的污水處理工藝。目前, 污水處理的方法一般以生物處理法為主,輔以物理處理法和化學(xué)處理法。常用的污水處理工藝有以下幾種:傳統(tǒng)活性污泥法。傳統(tǒng)活性污泥處理法是一種古老的污水處理工藝,其污水處理的關(guān)鍵組成部分為曝氣池與沉淀池。

　　二、自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　污水處理復(fù)雜的工藝環(huán)節(jié)決定了控制對(duì)象既有開(kāi)關(guān)量又有模擬量,既有順序控制又有實(shí)時(shí)控制,既有開(kāi)環(huán)控制又有閉環(huán)控制。在系統(tǒng)運(yùn)行期間有大量的參數(shù)需要加以檢測(cè)和控制,而且各種設(shè)備的地理位置相隔都比較遠(yuǎn),地理上分散分布提高了對(duì)控制系統(tǒng)的要求。

　　1、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)。本控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為是以集散控制系統(tǒng)形式為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),系統(tǒng)的設(shè)計(jì)綜合考慮了水處理過(guò)程控制的可靠性,人機(jī)交互的友好性和處理過(guò)程中的信息傳輸管理三個(gè)方面的因素?，F(xiàn)場(chǎng)控制層有4個(gè)控制站組成,相互之間獨(dú)立工作。1# 控制站負(fù)責(zé)加壓泵站的控制,控制泵池的各電氣設(shè)備的啟停和數(shù)據(jù)采集功能;2# 控制站負(fù)責(zé)綜合調(diào)節(jié)池和厭氧池的控制;3# 控制站負(fù)責(zé)氣浮設(shè)備間的控制,包括接觸氧化池、 加藥一體機(jī)的控制和排水指標(biāo)的檢測(cè), 這部分是系統(tǒng)的核心部分及其考核指標(biāo);4# 控制站負(fù)責(zé)污泥處理間的控制。每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)與操作站通訊,并可以獨(dú)立于操作站完成控制任務(wù),具有本地和遠(yuǎn)程操作的功能,使控制站具有較高的可靠性和穩(wěn)定性。

遠(yuǎn)程信息監(jiān)視層的主要功能是監(jiān)視排水指標(biāo)是否達(dá)到要求指標(biāo)。遠(yuǎn)程信息監(jiān)視層與操作站之間通過(guò)GPRS 通訊,污水處理排放關(guān)鍵數(shù)據(jù)由工程師站存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中,并發(fā)送到遠(yuǎn)程監(jiān)視層,供環(huán)保部門(mén)監(jiān)視分析。整個(gè)控制系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),可以單獨(dú)優(yōu)化各自的任務(wù),無(wú)需對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)。

　　2、現(xiàn)場(chǎng)控制。控制站采用的西門(mén)子公司的S7-300系列PLC,控制層由4臺(tái)控制站組成,每個(gè)控制站對(duì)運(yùn)行工況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,包括現(xiàn)場(chǎng)傳感器、水泵、閥門(mén)、變頻控制柜中各信號(hào)。控制功能包括對(duì)變頻器轉(zhuǎn)速的智能控制水泵、閥門(mén)的開(kāi)關(guān)主、備用鼓風(fēng)機(jī)、水泵的切換系統(tǒng)信號(hào)檢測(cè)和故障報(bào)警等。

　　3、遠(yuǎn)程操作。操作站和工程師站組成該系統(tǒng)的顯示操作層,操作站通過(guò)以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)控制站連接,應(yīng)用OPC協(xié)議進(jìn)行通訊,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的通訊。操作站軟件由監(jiān)控部分和系統(tǒng)管理部分組成。監(jiān)控部分對(duì)于所有用戶都是開(kāi)放的。該控制系統(tǒng)有四個(gè)現(xiàn)場(chǎng)PLC控制器、一個(gè)GPRS無(wú)線傳輸通訊站和2臺(tái)上位機(jī),現(xiàn)場(chǎng)控制器通過(guò)局域網(wǎng)與操作站連接,由TCP/IP協(xié)議作為承載協(xié)議。

　　對(duì)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō),用戶需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)視和控制,從而能夠快速地查找到現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備故障,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

　　4、總體流程。根據(jù)系統(tǒng)的控制要求,控制過(guò)程可分為手動(dòng)控制功能和自動(dòng)運(yùn)行功能。在手動(dòng)控制模式下,每個(gè)設(shè)備可單獨(dú)運(yùn)行,以測(cè)試設(shè)備的性能。處于自動(dòng)方式時(shí),系統(tǒng)上電后,按下自動(dòng)啟動(dòng)確認(rèn)后系統(tǒng)運(yùn)行,系統(tǒng)開(kāi)始工作,其工作過(guò)程包括以下幾個(gè)方面:①系統(tǒng)上電后, 按下自動(dòng)啟動(dòng)確認(rèn)按鈕, 啟動(dòng)潛水?dāng)嚢杵骱凸文鄼C(jī)。②啟動(dòng)污泥回流系統(tǒng)。③啟動(dòng)潛水泵。④啟動(dòng)細(xì)格柵系統(tǒng)。⑤啟動(dòng)污泥脫水系統(tǒng)。 ⑥啟動(dòng)曝氣沉砂系統(tǒng)。 ⑦啟動(dòng)粗格柵系統(tǒng)。 以上工程過(guò)程并不是順序控制方式, 而按照檢測(cè)到傳感器狀態(tài)進(jìn)行啟動(dòng)。