進水、出水泵站聯(lián)動在污水廠自控系統(tǒng)中的應(yīng)用

王延萍 煙臺市辛安河污水處理有限公司

由于氣候、生活和生產(chǎn)方式，各大城市的污水不均勻。在大型污水處理廠的生產(chǎn)過程中，往往有非常不均進水量情況，進、出水泵站的性能不均衡，污水流量遠遠落后于生產(chǎn)。為確保生產(chǎn)安全，妥善解決進、出廠污水流量的分配問題，某污水處理廠水泵進、出口自主控制和汛期調(diào)度聯(lián)合方案，確保泵安全運行，消除事故風(fēng)險，提高生產(chǎn)率。

一、概況

1.自控系統(tǒng)污水廠設(shè)計原則。自動化污水處理系統(tǒng)的設(shè)計是整個污水處理廠的一個重要方面。正確的自動控制系統(tǒng)提高了污水管理效率，降低了能耗，降低了成本。污水處理設(shè)施的布局通常是分散的，因此每個設(shè)施都有自己的自動化系統(tǒng)，通常由自動化系統(tǒng)控制。不同污水處理廠可根據(jù)情況采用不同的自動控制系統(tǒng)，但必須遵守設(shè)計原則。

2.污水處理設(shè)施的功能。污水系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)的主要功能是數(shù)據(jù)收集、分析、傳輸和使用。處理單元由數(shù)據(jù)處理、分析和集成控制和調(diào)整。每個處理單元都有一個在線傳感器。根據(jù)不同的控制指標，會創(chuàng)建不同的傳感器，以連續(xù)污水指指標在線檢測。從自動控制系統(tǒng)檢索數(shù)據(jù)后，將分析收集的數(shù)據(jù)，并將分析結(jié)果發(fā)送到每個處理單元。也可以在線上控制每個程序單元的功能。故障在自動控制運行過程中是不可避免的。自動控制可以捕獲異常信號的值并返回給控制。控制器發(fā)出相應(yīng)的指令并報警。自動控制系統(tǒng)管理功能也是一項重要功能。管理功能是污水處理值精細控制的先決條件。

二、自控系統(tǒng)描述

1.系統(tǒng)的組成。采用A/O 方法對大型污水處理。控制系統(tǒng)由中央監(jiān)控站、PLC 控制站和通信網(wǎng)絡(luò)組成。采用DCS 分散控制進行集中監(jiān)控和管理。生產(chǎn)控制部門負責(zé)工廠的監(jiān)控和數(shù)據(jù)收集。中央監(jiān)測站位于污染設(shè)施中心的中央控制室內(nèi)。它主要由受監(jiān)控的計算機、受管計算機、模擬顯示器、ups電源、報告、警報打印機、光纖交換機和在污水處理值的所有技術(shù)領(lǐng)域建立PLC 控制組成。主要通信網(wǎng)絡(luò)主要由機柜PLC、可編程控制器、觸摸屏和網(wǎng)絡(luò)接口組成，用作以太網(wǎng)CMCT 環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。通信介質(zhì)為光纖。PLC 控制單元安裝在進、出水泵房。MCC控制臺上的變頻器等電氣設(shè)備通過固定電纜和現(xiàn)場總線連接到控制柜PLC 上。該系統(tǒng)使用SYSMAC—CSl 系列PLC。該系統(tǒng)由Devicenet、ControllerLinkEthcrnet 三 個 級 別組成。其功能強大、穩(wěn)定且可擴展的系統(tǒng)。最適合于自動化控制系統(tǒng)在大型污水處理廠的應(yīng)用。

2.系統(tǒng)功能。現(xiàn)場PLC 控制分別執(zhí)行參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)顯示、自動控制、數(shù)據(jù)通信等。中央監(jiān)控計算機通過以太網(wǎng)主電路向所有主要位置傳輸和收集數(shù)據(jù)，實時顯示數(shù)據(jù)和過程狀態(tài)，并允許對控制程序進行調(diào)整以適應(yīng)進、出水流量的變化，從而識別需要立即解決的問題。中央管理計算機可以實時備份數(shù)據(jù)，并根據(jù)用戶要求生成實時和歷史報告。

3.控制模式。該系統(tǒng)采用MCC 控制柜、中央控制中心監(jiān)測計算機遠程運行情況，并在施工現(xiàn)場對PLC 進行三級控制，使PLC控制站能夠獨立工作，并在中央控制中心的共同領(lǐng)導(dǎo)下進行協(xié)調(diào)。

三、水泵優(yōu)化控制

1.水泵組成。提升泵的控制采用水池浮球及超聲波液位計對水位高度檢測。使用PLC 控制增加泵停止和運行數(shù)量。水強時打開泵，小時停泵使水位高度保持恒定。

2.調(diào)速泵的最優(yōu)控制。泵的數(shù)量有操作員選擇。調(diào)速泵的頻率隨水位變化而下降。液位范圍為l1、l2、L3、L4 等，已分區(qū)。受控LCD 調(diào)速泵的頻率逐漸變化，即在25 至50hz 的頻率下，隨著液面的變化，頻率會降低。如果故障，備用調(diào)速泵將自動啟動。

3.泵的優(yōu)化控制定速水泵的控制原則。應(yīng)遵守每臺定速泵每小時啟泵次數(shù)小于6次，每次啟泵時間間隔應(yīng)大于10 分鐘，無論何種情況不得同時啟動2 臺及2 臺以上恒泵。速泵的控制方式有兩種：當液面發(fā)生變化時，定速水泵會增大或減小。當液位達到設(shè)定值L1 時，泵將以啟動。當水位達到定義的下一個水位L2 時啟動第二個水泵。水位上升時，泵逐漸起動。即使水位下降，泵也逐漸停止。第二種選擇是根據(jù)水位趨勢控制恒流泵的上升，以確定水位在一定時期內(nèi)是上升還是下降。向上增加泵，向下減少泵。為了避免重復(fù)啟動恒流泵，控制程序計算每個恒流泵的運行時間，并使用堆棧算法或冒泡算法時間序列。短運行時間定速泵先投入，運行時間較長的泵先退出。該程序以定速泵依次循環(huán)使用。目的是確保每臺定速泵運行的時間大致相同。如果運行2 小時定速水泵故障方式，控制程序?qū)⒆詣油Ｖ贡玫倪\行。定速泵遵循先開先停、后開后停、故障停機、自動補位原則，確保泵在相應(yīng)液位下以相應(yīng)數(shù)量工作。

在大型污水處理廠，分布式控制系統(tǒng)可以在沒有人力值守和人力資源少的情況下運作。自動控制應(yīng)用于該污水處理廠的污水處理廠，從而對進出水量進行了良好的控制。該系統(tǒng)運行可靠，泵控制安全且經(jīng)濟實惠。這對發(fā)展現(xiàn)代污水處理自動化至關(guān)重要。