PLC在污水處理系統(tǒng)中的應用
一、 引言
目前,我國大多數(shù)污水處理控制系統(tǒng)自動化水平不高、安全性低、管理不當,效率普遍低于世界標準。污水處理系統(tǒng)中的曝氣過程控制、數(shù)據(jù)通訊和監(jiān)控管理是急需解決的主要問題。中國污水處理自控系統(tǒng)相對落后,污水處理成本居高不下,排放的處理過的污水的水質不穩(wěn)定,所以如何建立有效的自控系統(tǒng),優(yōu)化運行效果,減少運行費用,具有重要意義。
針對目前高速公路服務區(qū)污水處理效率較低,自動化程度不高,人力成本較高等問題,正航公司和江蘇某研究所聯(lián)合對服務區(qū)污水處理系統(tǒng)進行改造,目前正在試點階段,并準備向全省的高速公路服務區(qū)推廣。
二、工藝流程
正航PLC在污水處理系統(tǒng)中的應用
如上圖所示,污水由隔油池和化糞池通過進水管,依次經(jīng)過粗格柵、細格柵,然后進入調節(jié)池,由1#提升泵提升至SBR反應池進行曝氣生物處理,SBR周期運行,一周期共8小時,其中包括4個階段(①進水階段,t=1.0h;②曝氣階段,t=5.0h;③靜置階段t=1.0h;④潷水器排水階段,t=1.0h)。SBR出水進入中間池再由2#提升泵提升至混凝池,在混凝池由加藥泵添加混凝劑,混合進入沉淀池,上清液出水排入邊溝。
其中,SBR池和混凝池、沉淀池,均設排泥管,并各設一電動排泥閥,由污泥泵進行定期排泥,排泥進入污泥池,人工對污泥池進行定期外排。
三、 控制要求
(1)隔油池控制
配置超聲波液位差測量儀,如果隔油池中,測量值超過設定值警報,表明隔油池管道已被堵塞,提醒工作人員需要人工疏通隔油池。
(2 )調節(jié)池1#提升泵的控制
當?shù)竭_進水時刻,調節(jié)池中檢測水位低于啟動水位時, 電動水閥開啟,1#提升泵開泵運作,水位降低到停泵水位時,1#提升泵停止運作。
(3) SBR 反應池的控制
周期運轉的SBR 反應池,每周期分4階段:①進水階段,t=1.0h;②曝氣階段,t=5.0h;③靜置階段t=1.0h;④潷水器排水階段,t=1.0h。其中,
①進水階段控制:進水電動閥開啟,如調節(jié)池1#提升機組控制;
②曝氣階段控制:主要是根據(jù)進水量,來控制曝氣量,通過風機的恒壓變頻來實現(xiàn)風機流量的變化。
進水階段,調節(jié)池中超聲波液位差儀把數(shù)值傳入系統(tǒng),根據(jù)顯示的液位來控制曝氣階段風機的變頻運轉。
③靜置階段控制:曝氣運轉5.0h,即停止曝氣,開始靜置,靜置時間控制t=1.0h。
④潷水器潷水階段控制:靜置1.0h后,潷水器閥門啟動,開始潷水。直至水位達到設定水位時,潷水關閉,且時間控制為1.0h,1.0h時間一到,即進入下一周期,開始1#提升泵進水。
(4)中間池2#泵的控制和加藥泵的控制
每天24小時不間斷運行,只要2#泵運行,加藥泵就運行,2#泵一停,加藥泵即停,即加藥泵和2#提升機組是聯(lián)機操作的。
當中間池顯示水位低于最低水位設定值時,2#提升泵和加藥泵停止。
(5)排污系統(tǒng)控制
污泥主要是來自SBR池、混凝池及沉淀池,通過設定時間定時進行排污。
四、 控制系統(tǒng)構成
本系統(tǒng)中共有模擬量輸入5路,分別是隔油池、調節(jié)池、中間池配置的超聲波液位差測量儀表, SBR反應池、污泥池配置的污泥界面計。模擬量輸出兩路,分別是1#、2#變頻器頻率。開關量輸入12個,分別為1#提升泵(一用一備)故障,2#提升泵(一用一備)故障,1#、2#風機故障,1#、2#變頻器故障,加藥泵故障,1#、2#、3#電動排污泵故障。數(shù)字量輸出13個,分別為1#提升泵(一用一備)運行,2#提升泵(一用一備)運行,1#、2#風機運行,1#、2#變頻器運行,加藥泵運行,1#、2#、3#電動排污泵運行,故障報警。模擬量采集的各項參數(shù)、用戶設定的各項參數(shù)、手動/自動切換、自動啟動/停止以及各設備獨立啟動/停止由觸摸屏顯示、設定。
采用:CPU224XP一個,數(shù)字量輸出模塊EM222-R8一個,模擬量輸入輸出模塊EM235一個以及7寸觸摸屏一個。
五、 系統(tǒng)實現(xiàn)
曝氣階段控制,通過模擬量模塊讀取超聲波液位差儀的反饋,將電流信號4-20mA轉換為相對應的液位值,并在觸摸屏上顯示出來。
根據(jù)超聲波液位差儀反饋的信號,PLC通過改變模擬量輸出的值,改變風機變頻器的頻率,從而更好地節(jié)約了能源,提高了效驗。
在定時控制中,由于定時時間較長,PLC內部定時器無法完成這一時間定時,則通過計數(shù)器與定時器的配合使用,設定較長時間的定時,完成控制要求。
根據(jù)污水處理的工藝流程以及控制要求,畫出順序流程圖,通過順序控制指令S,將污水處理的各個工藝流程步驟有效地銜接在一起,完成所需的控制要求。
程序中同時設定了手動和自動功能,方便設備保養(yǎng),調試或故障時,更好地維護系統(tǒng),保證系統(tǒng)的可靠運行。
通過實時監(jiān)控各水池的液位,自動控制相應水泵的啟停。通過時間設定,定時自動完成水泵切換,泥水排放、間歇暴氣等操作,從而高效、節(jié)能、環(huán)保地完成污水處理工作。
評論