連云港泰州揚(yáng)州污水處理廠PLC自控系統(tǒng)廠家設(shè)計公司
發(fā)布日期：2015-05-18 14:57 瀏覽次數(shù)：
連云港泰州揚(yáng)州污水處理廠PLC自控系統(tǒng)廠家設(shè)計公司優(yōu)選康卓科技，康卓科技是江蘇污水處理廠自控系統(tǒng)設(shè)計、施工知名公司，本文我公司工程師主要介紹了污水處理廠控制系統(tǒng)的組成，并對由PLC和上位機(jī)組成的控制系統(tǒng)的主要功能進(jìn)行了說明。根據(jù)對污水處理工藝運(yùn)行的新要求，將氧化溝運(yùn)行程序由以前單純時間控制，設(shè)計為時間順序控制和溶解氧（DO）控制相結(jié)合的新的控制模式，提升系統(tǒng)整體性能。
可編程序控制器PLC是一種專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算電子系統(tǒng)。具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、組合靈活、編程簡單、維修方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。從我國現(xiàn)有水處理廠運(yùn)行情況看，由IPC+PLC控制單元組成的、兩層面的集散式監(jiān)控系統(tǒng)具有很好的適應(yīng)性，成為在我國水處理業(yè)中是應(yīng)用較為廣泛的一種。本文以一實際日處理量為15萬噸/天的污水處理廠中控系統(tǒng)為例，說明PLC控制系統(tǒng)在污水處理廠的應(yīng)用。根據(jù)對污水處理工藝運(yùn)行的新要求，重新編制控制系統(tǒng)程序，引入智能控制，將處理的核心——氧化溝運(yùn)行程序由以前單純時間控制，設(shè)計為時間順序控制和溶解氧（DO）控制相結(jié)合的新的控制模式，提升系統(tǒng)整體性能。
1、污水處理工藝
根據(jù)污水組成及出水要求，采用三座三槽式氧化溝工藝，日處理15萬噸，每座氧化溝處理量為5萬噸/天。工藝流程如圖1所示。
?。?）預(yù)處理階段：污水進(jìn)入處理廠后先經(jīng)過閘門進(jìn)入粗格柵間，在粗格柵間較大的懸浮物和沉渣被攔截下來，污水則進(jìn)入污水提升泵房。污水提升泵將污水提升至細(xì)格柵和旋流沉砂池。在旋流沉砂池中比重較大、顆粒較粗的砂粒被沉淀下來，沉砂池出水進(jìn)入矩形總配水井。
?。?）生化處理階段：總配水井將污水分配至三座三角形分配水井，再通過三角配水井將水配至三溝式氧化溝的其中一溝。在氧化溝內(nèi)污水經(jīng)曝氣轉(zhuǎn)刷曝氣、沉淀后從位于邊溝的出水堰流出。
?。?）污水處理階段：剩余污泥排入濃縮池，經(jīng)離心脫水處理后外運(yùn)。
?。?）深度處理系統(tǒng)：二級出水經(jīng)加氯消毒后，一部分直接排入陡河，另一部分經(jīng)中水提升泵房輸送到深度處理系統(tǒng)（包括曝氣生物濾池、高郊纖維濾池、清水池等），達(dá)到再生水回用要求后，作為工業(yè)用水、園林噴灌提供給用戶使用。
由于本項目是對原有自控系統(tǒng)的升級改造，深度處理系統(tǒng)為后建項目，自控系統(tǒng)采用獨(dú)立設(shè)置，未接入全廠中控體系。
2、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及組成
控制系統(tǒng)按參與生產(chǎn)程度級別劃分為：管理級、控制級、現(xiàn)場級三個級別?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)。
根據(jù)工藝設(shè)施的布置方向，設(shè)置PLC1、PLC2、PLC3三座子站。
PLC1負(fù)責(zé)預(yù)處理系統(tǒng)、泥處理系統(tǒng)的數(shù)字信號和模似信號的采集、傳輸及相關(guān)過程的自動控制?？刂圃O(shè)施包括：中途泵站、四聯(lián)體、脫水車間的設(shè)備及儀表。PLC2站負(fù)責(zé)1#氧化溝、2#氧化溝設(shè)備的數(shù)字信號和模擬信號的采集、傳輸及相關(guān)過程的自動控制。PLC3站負(fù)責(zé)3#氧化溝、加氯車間設(shè)備的數(shù)字信號和模擬信號的采集、傳輸及相關(guān)過程的自動控制。
為保證污水處理廠的安全運(yùn)行，污水處理廠自動控制方式有三種：就地手動控制、遠(yuǎn)程手動控制、遠(yuǎn)程自動控制，其控制級別按此順序由高到低排列。
2.1 上位機(jī)硬件軟件配置
中控室計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)由操作員/工程師計算機(jī)、以太網(wǎng)交換機(jī)、打印機(jī)等構(gòu)成計算機(jī)局域網(wǎng)。工控機(jī)采用 Windows XP操作系統(tǒng)，安裝西門子工控組態(tài)軟件WINCC6.O，SQL SERVER 2000數(shù)據(jù)庫作為其后臺歷史數(shù)據(jù)庫[1]。交換機(jī)選用設(shè)置24個10/100/1000BASE-T端口和2個小型可插拔可擴(kuò)展端口。
由上位機(jī)至現(xiàn)場各PLC站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是基于IEE802.3標(biāo)準(zhǔn)總線形式的100M工業(yè)以太網(wǎng)EtherNet+TCP/IP形式。基于EtherNet+TCP/IP的傳感器、變送器可以直接成為網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，其測控參數(shù)和狀態(tài)可以直接在整個企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳輸和共享。
2.2 下位機(jī)硬件軟件配置
污水處理過程控制點(diǎn)數(shù)多，處理工藝地理位置分散，控制要求高，以及PLC的性能價格比、現(xiàn)有技術(shù)人員熟悉程度等其它因素，本控制系統(tǒng)選用西門子SIMATIC S7系列的S7-400 PLC。該P(yáng)LC采用較新的技術(shù)制造，能保證10年以上的備件供應(yīng)能力，并具有本地的技術(shù)支持和服務(wù)能力。支持符合IEC標(biāo)準(zhǔn)的編程語言及數(shù)據(jù)格式，電源、CPU及其它任何模塊均可“帶電插拔”，故障維護(hù)時間少，提高了系統(tǒng)的可靠性。
3、三槽式氧化溝自動控制程序
三氧化溝通常一個工作循環(huán)需4-8小時，在整個循環(huán)過程中，中間的溝始終處于好氧狀態(tài)，而外側(cè)兩溝中的轉(zhuǎn)刷則處于交替運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)轉(zhuǎn)刷低速運(yùn)轉(zhuǎn)時，進(jìn)行反稍化過程，轉(zhuǎn)刷高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，進(jìn)行硝化過程，而轉(zhuǎn)刷停止運(yùn)轉(zhuǎn)時，氧化溝起沉淀池作用。若調(diào)整各階段的運(yùn)行時間，就可達(dá)到不同的處理效果，以適應(yīng)水質(zhì)、水量的變化。但只按時間進(jìn)行控制，在曝氣時段內(nèi)易形成過量曝氣，使能耗增高，增大運(yùn)行費(fèi)用，而且不利于活性污泥的個體長大。因此采用將時間順序控制和模糊控制結(jié)合起來用于中溝轉(zhuǎn)刷的控制。
采用我公司（南京康卓環(huán)境科技有限公司）研發(fā)的污水處理廠自控系統(tǒng)用于污水廠自動化控制，能具有功能齊全，維護(hù)方便，維護(hù)人員少，投資省、見效快等優(yōu)點(diǎn)。在控制程序設(shè)計上采用將時間順序控制與專家控制器控制溶解氧濃度相結(jié)合的控制方式，與單純的按時間順序控制的方法相比，此種控制方式在一定程度上提高了氧化溝處理污水的能力，使出水水質(zhì)得到改善，同時降低了能耗，節(jié)約了能源。并同時編配一套完全以采用時間順度控制的備用系統(tǒng)，保證了自控系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，易于操作，減輕了操作人員的工作量和勞動強(qiáng)度，使出水指標(biāo)穩(wěn)定達(dá)到國家二級排放標(biāo)準(zhǔn)，受到了廣大廠方的好評。
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