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污水处理厂的PLC控制系统设计说明.doc
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2021-10-04
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污水处理厂的PLC控制系统设计说明.doc
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污水处理厂的 PLC 控制系统设计
———污泥运输机的 PLC 程序设计
斌学院电气信息学院,
文摘本文主要介绍了 在城市污水处理中的具体应用,系统介绍了城市污水处理工艺流程以与基于 的
系列 的污水处理实施方案,介绍了城市污水处理厂监空系统数据采集的方法。 为了提高污水处理厂
的运行管理水平, 是该系统的重要组成单元,各单元按一定拓扑结构互连构成污水处理厂的控制系统。研究结
果表明,该系统不仅具有较强的并行协调处理能力,而且具有高可靠性、灵活性和可扩展性,以与高速处理能力等
优点。结合某污水处理厂自动化控制系统的运行情况,介绍污水处理厂的设备组成、自动化控制方式和 各工作
站的功能、网络构成在污水处理中的应用,总结自动化控制系统对提高生产效率、减少现场操作人员、提高安全性
发挥的良好效果。
关键词污水处理;自动化控制系统;;硬件配置;软件设计。
在我国,随着经济飞速发展,人民生活水平的提高,对生态环境的要求日益提高,要求越来越
多的污水处理后达标排放。在全国乃至世界围,正在兴建与待建的污水厂也日益增多。有学者曾根
据日处理污水量将污水处理厂分为大、中、小三种规模:日处理量大于 万
为大型处理厂,
万为中型污水处理厂,小于 万
的为小型污水处理厂。近年来,大型污水处理厂建设
数量相对减少,而中小型污水厂则越来越多。如何搞好中、小型污水处理厂,特别是小型污水厂,
是近几年许多专家和工程技术人员比较关注的问题。我国是个缺水的国家,人均水资源占有量只为
世界人均水资源占有量的 。而且我国的水资源在时空和地域上分布不均匀,更加重了缺水的实
际情况。因此近些来,我国的城市水资源进一步紧,许多城市严重缺水。与此同时,水资源的污染
却日益严重,也因此许多城市都规划和建设了水污水处理厂,来改变目前水资源紧缺且污染的现状。
随着全球水资源供应的紧和对自动化要求的增加,我国的污水处理厂必然是向着高度自动化和
无人职守的方向发展。目前, 在其稳定性和高度自动化程度的不断加强,使 成为在城市
污水处理自动化方面的首选。
污水处理工艺流程
工艺流程图
首先从厂外污水泵站提升到污水处理厂的污水,经过粗格栅,去除污水中较大的垃圾、漂浮物;
通过 台 和 台 的污水泵将污水提升到细格栅,将较小的漂浮物去除;在沉砂池
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搅拌、除砂;然后进入生化池进行厌氧、耗氧处理,经沉淀池泥水分离,上层澄清液作为净化后的
清洁排放水;沉淀下来的污泥一部分回流到生化池再生利用,一部分作为剩余污泥回流到污泥浓缩
池,进一步浓缩,通过污泥处理系统,把泥浆态的污泥脱水、压滤,形成干污泥饼(如图 所示)。
对工艺流程的阐述
首先从厂外污水泵站提升到污水处理厂的污水,经过粗格栅,去除污水中较大的垃圾、漂浮物;
通过 台 和 台 的污水泵将污水提升到细格栅,将较小的漂浮物去除;在沉砂池
搅拌、除砂;然后进入生化池进行厌氧、耗氧处理,经沉淀池泥水分离,上层澄清液作为净化后的
清洁排放水;沉淀下来的污泥一部分回流到生化池再生利用,一部分作为剩余污泥回流到污泥浓缩
池,进一步浓缩,通过污泥处理系统,把泥浆态的污泥脱水、压滤,形成干污泥饼(如图 所示)。
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主要设备的组成与控制方式
主要设备
活性污泥法的曝气方式可分为两大类:鼓风曝气与机械曝气两大类。鼓风曝气系统的主要设
备是鼓风机与扩散系统。小污水厂的鼓风机一般采用罗茨风机与小型离心 风机。分散系统一般采
用微孔曝气器。但必须是适应于间歇曝气的运行方式。鼓风机往往安装在 池旁边,以减少管
路系统的造价。由于污水厂较小,一般不设 鼓风机房,仅在鼓风机上设罩棚。这主要适用于厂矿
企业的污水处理厂,不严格控制噪音的情况。如果污水厂毗临生活小区,若采用鼓风曝气则必须建
鼓风机房, 同时还要有相应的降噪措施,这样情况下宜采用机械曝气方式。(如表 )
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设备控制方式
污水处理厂的设备均采用三级控制方式,即现场控制方式、 控制方式和微机控制方式。
目前,以 控制为基础, 控制为主导的控制方式始终处于工业自动化控制领域的主战场,
为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。其主要原因,在于它能够为自动化控制
应用提供安全可靠和比较完善的解决方案,适合于当前污水处理厂对自动化的需要。
控制系统采用“双入单出”的模糊控制器。输入量为 值给定值与测量值的偏差 以与偏差
变化率 ,输出量为向加药泵供电的变频器的输入控制电压 。控制过程为控制器定时采样 值
和 值变化率与给定值比较,得 值偏差 以与偏差变化率 ,并以此作为 控制器的输
入变量,经模糊控制器输出控制变频器输出频率 ,从而改变加药量使 值保持稳定。
粗格栅、细格栅、提升泵房的设备控制
粗格栅、细格栅的控制分为现场控制和远程控制两种模式。远程控制模式由 和上位机
实现,它包括微机手动和微机自动,而微机自动控制方式为:()水位差控制方式,通过格栅机
运行液位差计的测量值用来反映格栅阻塞程度,并传输到 控制器,进行分析计算。当液位差
超过预设的数值,控制格栅运行;()时间设置控制方式,在上位机的 !"! 组态软件中设
置格栅机运行时间和停机时间,经 控制器的程序运算指挥 对格栅机进行控制。
提升泵运行控制以远程控制为主。某污水处理厂有两个提升泵站,每个泵站设有一个 工
作站与厂主站联络(如图 所示)。
它们距污水处理厂约 ~ 公里。为实现进水提升泵的远程自动控制的安全、可靠,水位测量
和提升泵的流量测量和数据分析、传输、控制等设备是不可缺少的,所以在进水泵房处安装了液位
计,测量泵井的水位;每台提升泵的提升管安装电磁流量计,测量每台提升泵工作的瞬时流量;两
个 工作站分别担负各泵站的设备控制、设备保护、数据采样、远程数据传输等作用。根据测
量值对应控制程序,自动控制提升泵的运行组合。这样可以根据厂外来水量准确与时地调整泵运行
数量,减少设备疲劳;同时可以取消传统泵站三班倒的人力资源耗费。
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沉砂池、生化池、沉淀池、污泥回流泵房和鼓风机房的设备控制
砂搅拌器的自动运行通过进水电磁流量计控制,而抽砂泵的运行状态是由微机对其开、停时间
的设置控制的。生化池厌氧区的搅拌器、沉淀池的吸刮泥机、污泥回流泵房的阀门和回流泵都是由
微机触发指令通过 控制。
生化池好氧区的 #$ 计、 计、$ 计、空气调节阀和 %!&$ 鼓风机是污水处理的重要
设备。曝气池溶解氧的控制、厌氧段与好氧段的控制、污泥浓度的控制是污水处理厂工艺的核心。
该系统控制思路: 通过对 #$ 的检测,自动调节空气阀的开度;当检测到空气阀的调节不能满
足 #$ 的需要时,再着行调整鼓风机的出风导叶片的开度(目前各污水厂在该系统的应用都不理想,
主要问题是溶解氧的测量值滞后、不稳定与空气阀门的选型); 检测 #$ 计、 计、$
计的值传送上位机进行数据分析,实时掌握厌氧段与好氧段、污泥浓度等状况,与时调整工艺控制。
脱水机房
脱水机房的设备主要担负由污泥提升泵将回流泵井的剩余污泥与污泥絮凝剂按比例混合进行脱
水处理的任务。污泥与溶解成一定浓度的絮凝剂混合后,污泥中的固体颗粒被凝聚成絮团,并分离
出自由水,然后被输送到带式污泥脱水机上,经顶脱水区、重力脱水区、楔形脱水区、压滤脱水区
后形成滤饼排出。设备的控制思路是以时序的逻辑控制为主导,污泥和絮凝剂混合的比例通过污泥
电磁流量计、清水流量计和投药泵投药量实现。该系统流程控制原理图(如图 所示)。
脱水机系统的联动控制时序:
条件:各设备准备就绪,无故障;空压机、自动配药池工作正常。
启动:皮带输送机运转 带式脱水机运转 投药泵运转 污泥泵运转。
停机:控制顺序与启动顺序相反。
时间:根据实际的运行状况,可在 中设置各设备联动间隔时间。
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huayuya123
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