PLC在化工污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用

【摘 要】本文主要描述了某污水廠在工藝設(shè)務(wù)方面的自動(dòng)控制設(shè)計(jì)。運(yùn)用PLC的設(shè)計(jì)以及通過(guò)計(jì)算機(jī)的控制，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了在污水的處理時(shí)，使用PLC進(jìn)行自動(dòng)控制和數(shù)據(jù)共享，主要分析了PLC的構(gòu)成以及輸入輸出點(diǎn)的效果。

【關(guān)鍵詞】污水處理 PLC 自動(dòng)控制系統(tǒng)

1 系統(tǒng)簡(jiǎn)述

隨著污水的處理技術(shù)的逐漸成熟，污水廠在處理污水所使用的主要設(shè)備，一直在發(fā)展和漸漸的高效。使用PLC系統(tǒng)能夠整合污水處理設(shè)備的分散性以及其有較多的控制點(diǎn)，也可良好的處理其復(fù)雜的控制信息。一般在污水處理系統(tǒng)中，PLC控制系統(tǒng)都是首選。采用以 PLC 為核心的工藝過(guò)程自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)所有的風(fēng)機(jī)、閥門、提升泵、加藥罐以及液位實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控。根據(jù)污水排放相關(guān)規(guī)定，使污水的COD、BOD 等排放指標(biāo)均滿足環(huán)境要求。本文以筆者參與的中心污水建設(shè)項(xiàng)目，分析介紹污水處理裝置的自動(dòng)控制。

1.1系統(tǒng)自動(dòng)控制要求

該控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)控制要求如下：（1）工業(yè)廢水預(yù)處理后和污水從總排進(jìn)入工業(yè)廢水調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池在低液位停泵，中液位啟泵，高液位報(bào)警，兩臺(tái)提升泵按時(shí)間自動(dòng)切換；（2）通過(guò)調(diào)整加藥量使催化氧化上設(shè)置的pH 計(jì)讀數(shù)以及二級(jí)氣浮的 pH 值滿足要求；（3）在啟動(dòng)工業(yè)廢水提升泵的同時(shí)，開(kāi)動(dòng)氣浮的刮渣機(jī)、溶氣泵和所有的加藥裝置以及管道泵，工業(yè)廢水提升泵停止時(shí)，關(guān)閉氣浮的溶氣泵和所有的加藥裝置以及管道泵，但是刮渣機(jī)需要進(jìn)行延時(shí)設(shè)定；（4）大鼓風(fēng)機(jī)是常開(kāi)的，同時(shí)滿足 2 臺(tái)定時(shí)切換，小鼓風(fēng)機(jī)在工業(yè)廢水提升泵、生活污水提升泵都停止時(shí)停止，正常時(shí)每小時(shí)中其中 25 min供生活污水調(diào)節(jié)池，其中 25 min 供工業(yè)廢水調(diào)節(jié)池，其中 10 min 供污泥池，時(shí)間可以根據(jù)實(shí)踐情況可以調(diào)整，池子的切換通過(guò)電磁閥控制；（5）自吸泵一共 2 臺(tái)，按 PLC 設(shè)定的程序間歇運(yùn)行。開(kāi)關(guān)時(shí)間可設(shè)定，默認(rèn)開(kāi) 13 min 停 2min。自吸泵與膜區(qū)膜風(fēng)機(jī)連鎖，膜區(qū)鼓風(fēng)機(jī)故障停止運(yùn)行時(shí)，同時(shí)停運(yùn)自吸泵，以免膜在無(wú)空氣沖刷的情況下運(yùn)行而堵塞。

1.2系統(tǒng)組成

1.2.1 PLC 控制系統(tǒng)

根據(jù)裝置自動(dòng)控制要求，同時(shí)考慮到這是一套微型的過(guò)程控制系統(tǒng)，參與控制的點(diǎn)數(shù)相對(duì)較小，故選用性價(jià)比較高的 BB 公司的 ControlWave MICRO 可編程控制器構(gòu)建控制系統(tǒng)。PLC中 CPU 基于 585 處理器，四串口，同時(shí)具備帶以太網(wǎng)口的遠(yuǎn)程 I/O；采用冗余控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)中央處理單元、電源模塊以及通訊的冗余，易于組態(tài)；系統(tǒng)采用交流 220V 電源供電，主模板有 5 塊16 點(diǎn)數(shù)字量輸入（DI），用于檢測(cè)控制命令和開(kāi)關(guān)狀態(tài)；4 塊 16 點(diǎn)數(shù)字量輸出（DO），用于各操作開(kāi)關(guān)的控制、指示燈的狀態(tài)顯示；1 塊 16 點(diǎn)模擬量輸人（AI），將模擬測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的數(shù)字量并被計(jì)算機(jī)所接收，主要用于液位，流量等儀表。

1.2.2 監(jiān)控站

監(jiān)控站選用研華工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和高性能工業(yè)監(jiān)控軟件 ICONICS Genesis 32，“創(chuàng)世紀(jì) 32”GENESIS32 的好處是 OPC 核心軟件，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)是基于 OPC 為核心 （OPC- To- The- Core），該軟件完成整個(gè)系統(tǒng)的工藝流程圖的繪制與顯示；設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的顯示、監(jiān)控以及控制切換；實(shí)現(xiàn)曲線的顯示、歷史數(shù)據(jù)的保存、權(quán)限管理、報(bào)警以及歷史查詢、自動(dòng)打印、報(bào)表生成等功能。

通過(guò)頁(yè)面切換按鈕可進(jìn)入其他顯示畫面：報(bào)警、加藥裝置狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)、數(shù)據(jù)一覽表、反沖洗過(guò)程控制、用戶登錄等，操作簡(jiǎn)單。

1.2.3 儀表系統(tǒng)

儀表系統(tǒng)由液位計(jì)、液位開(kāi)關(guān)、電磁閥、流量計(jì)等構(gòu)成，主要完成液位、流量信號(hào)的獲取和閥門的控制執(zhí)行。

液位計(jì)?？紤]到現(xiàn)場(chǎng)使用條件的需要（防爆），選用了 WIDEPLUS 直裝式液位變送器，其主要具有抗過(guò)載和抗沖擊能力強(qiáng)、溫度漂移小、穩(wěn)定性高以及測(cè)量精度高等特點(diǎn)。其目的主要是自動(dòng)監(jiān)測(cè)工業(yè)廢水調(diào)節(jié)池、生活污水調(diào)節(jié)池、膜生物反應(yīng)器調(diào)節(jié)池內(nèi)液位，并根據(jù)設(shè)定的中、低、高液位分別控制泵的啟停和報(bào)警。

流量計(jì)?？紤]到管道中的流體具有腐蝕性，因此選用帶 PFA 內(nèi)表面的電磁流量計(jì)。

2 PLC的輸入、輸出點(diǎn)功能

2.1模擬輸入信號(hào)

溫度傳感信號(hào)主要是進(jìn)水溫度、PH值大小以及空氣的出口溫度，一般是對(duì)進(jìn)水特征進(jìn)行指示，或者鼓風(fēng)機(jī)在進(jìn)人曝氣池之后空氣的溫度。壓力傳感信號(hào)分為鼓風(fēng)機(jī)的空氣出口壓力以及脫水機(jī)的沖洗濾布水壓力。

2.2模擬輸出信號(hào)

控制粗、細(xì)格柵的自動(dòng)起動(dòng)或者停止主要的信號(hào)來(lái)源是粗、細(xì)格柵前后的輸出信號(hào)間的液位差。PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)曝氣池產(chǎn)生的溶解氧信號(hào)，輸出的數(shù)值為4-20mA之間的電信號(hào)，從而控制鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)、出空氣閥門間的大小以及起停。

2.3數(shù)字輸入信號(hào)

設(shè)備的輸人信號(hào)在自動(dòng)與手動(dòng)狀態(tài)下轉(zhuǎn)換，自動(dòng)狀態(tài)通過(guò)PLC進(jìn)行自動(dòng)控制。而手動(dòng)狀態(tài)能夠通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)采取人工控制。

2.4數(shù)字輸出信號(hào)

設(shè)備的起停主要通過(guò)開(kāi)關(guān)設(shè)備自動(dòng)控制輸出信號(hào)。

3 結(jié)語(yǔ)

污水廠在進(jìn)行處理工作的應(yīng)用時(shí)，使用PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，從而可以達(dá)到污水處理設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)視與自動(dòng)控制。使出水的指標(biāo)達(dá)到穩(wěn)定不變，從而使工藝的要求得到了滿足。而且可以節(jié)省非常大量的人力以及物力。由此可以得出，污水處理廠的PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以高效的解決污水處理廠的設(shè)備分散以及復(fù)雜問(wèn)題，并很好地對(duì)其進(jìn)行了控制。此外，每年通過(guò)其處理出水，利用其進(jìn)行農(nóng)田的灌溉可以達(dá)到，萬(wàn)畝，中水也可以提供給熱電廠當(dāng)冷卻水用。所以，它的建成以及良好的運(yùn)行所獲得的經(jīng)濟(jì)效益，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過(guò)了當(dāng)初建造污水處理廠的投資數(shù)額。

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