連云港泰州揚州污水處理廠PLC自控系統(tǒng)廠家設計公司
發(fā)布日期：2015-05-18 14:57 瀏覽次數(shù)：
連云港泰州揚州污水處理廠PLC自控系統(tǒng)廠家設計公司優(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和上位機組成的控制系統(tǒng)的主要功能進行了說明。根據(jù)對污水處理工藝運行的新要求，將氧化溝運行程序由以前單純時間控制，設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)境應用而設計的數(shù)字運算電子系統(tǒng)。具有可靠性高、抗干擾能力強、組合靈活、編程簡單、維修方便等諸多優(yōu)點。從我國現(xiàn)有水處理廠運行情況看，由IPC+PLC控制單元組成的、兩層面的集散式監(jiān)控系統(tǒng)具有很好的適應性，成為在我國水處理業(yè)中是應用較為廣泛的一種。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)在污水處理廠的應用。根據(jù)對污水處理工藝運行的新要求，重新編制控制系統(tǒng)程序，引入智能控制，將處理的核心——氧化溝運行程序由以前單純時間控制，設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。
?。?）預處理階段：污水進入處理廠后先經(jīng)過閘門進入粗格柵間，在粗格柵間較大的懸浮物和沉渣被攔截下來，污水則進入污水提升泵房。污水提升泵將污水提升至細格柵和旋流沉砂池。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。
（3）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。
?。?）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)采用獨立設置，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)工藝設施的布置方向，設置PLC1、PLC2、PLC3三座子站。
PLC1負責預處理系統(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施包括：中途泵站、四聯(lián)體、脫水車間的設備及儀表。PLC2站負責1#氧化溝、2#氧化溝設備的數(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站負責3#氧化溝、加氯車間設備的數(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行，污水處理廠自動控制方式有三種：就地手動控制、遠程手動控制、遠程自動控制，其控制級別按此順序由高到低排列。
2.1 上位機硬件軟件配置
中控室計算機監(jiān)控系統(tǒng)由操作員/工程師計算機、以太網(wǎng)交換機、打印機等構(gòu)成計算機局域網(wǎng)。工控機采用 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]。交換機選用設置24個10/100/1000BASE-T端口和2個小型可插拔可擴展端口。
由上位機至現(xiàn)場各PLC站網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)是基于IEE802.3標準總線形式的100M工業(yè)以太網(wǎng)EtherNet+TCP/IP形式?；贓therNet+TCP/IP的傳感器、變送器可以直接成為網(wǎng)絡的節(jié)點，其測控參數(shù)和狀態(tài)可以直接在整個企業(yè)信息網(wǎng)絡內(nèi)傳輸和共享。
2.2 下位機硬件軟件配置
污水處理過程控制點數(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PLC采用較新的技術(shù)制造，能保證10年以上的備件供應能力，并具有本地的技術(shù)支持和服務能力。支持符合IEC標準的編程語言及數(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)刷則處于交替運行狀態(tài)，當轉(zhuǎn)刷低速運轉(zhuǎn)時，進行反稍化過程，轉(zhuǎn)刷高速運轉(zhuǎn)時，進行硝化過程，而轉(zhuǎn)刷停止運轉(zhuǎn)時，氧化溝起沉淀池作用。若調(diào)整各階段的運行時間，就可達到不同的處理效果，以適應水質(zhì)、水量的變化。但只按時間進行控制，在曝氣時段內(nèi)易形成過量曝氣，使能耗增高，增大運行費用，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，維護方便，維護人員少，投資省、見效快等優(yōu)點。在控制程序設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度，使出水指標穩(wěn)定達到國家二級排放標準，受到了廣大廠方的好評。
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