【文章內(nèi)容簡介】 表功能：分成年度、月度、日班報(bào)表及運(yùn)行參數(shù)報(bào)表。如：污水處理量、加藥量、耗電量等。 （4）打印功能：各種報(bào)表的打印，各種事件及報(bào)警實(shí)時(shí)打印。由于污水廠較小，各構(gòu)筑物之間一般用渠道相連，既節(jié)省了占地，又減少了水頭損失。有專家統(tǒng)計(jì)，采用渠道輸配水的污水處理廠的水頭損失要比管道輸配水的小 2 3m。對于采用 SBR 法的小型污水處理廠，一般將沉砂池與 SBR 池通過渠道相連、污泥濃縮池與脫水機(jī)房和泥餅堆放場合建。這樣，在常規(guī)的設(shè)計(jì)中，小型污水廠內(nèi)至多有三個(gè)主要的處理單元：輔助生產(chǎn)區(qū)（含辦公、變配電及總控等）水處理單元、泥處理單元。有時(shí)泥處理和水處理單元也可合建?！　∮捎诜奖爿斉渌鳂?gòu)筑物采用了合建方式，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意距離較近的構(gòu)筑物的基礎(chǔ)處理，埋深上盡量接近。通過連接構(gòu)筑物的渠道應(yīng)做沉降縫?！　《嘧磻?yīng)池的排泥管也可采用渠道而非管道和止回閥連接的方式，這樣不僅減少了設(shè)備的維護(hù)管理，而且沒有閥門堵塞的問題。在小型污水處理廠內(nèi)多采用類似策略，可以大大節(jié)省工程費(fèi)用，方便維護(hù)管理。 系統(tǒng)構(gòu)成及其布局根據(jù)工藝特點(diǎn)和控制要求，本系統(tǒng)采用分布式集散監(jiān)控系統(tǒng)，按流程設(shè)兩個(gè)PLC 分站，分別監(jiān)控水區(qū)和泥區(qū)的設(shè)備運(yùn)行和控制，設(shè)一個(gè)總站集中分站信息并控制分站工作。具體控制分為: (1) 現(xiàn)場控制，設(shè)現(xiàn)場箱或按鈕站，由“現(xiàn)場/遙控”轉(zhuǎn)換控制狀態(tài)， “現(xiàn)場”設(shè)點(diǎn)動按鈕，用于調(diào)整和檢修。 (2) 各開關(guān)柜(包括:10kV 進(jìn)線柜、 進(jìn)線柜等)，由“自動/停止/手動”轉(zhuǎn)換控制狀態(tài)， “手動”設(shè)啟/停按鈕，用于手動操作。 (3) 分站控制，用可編程控制器和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等自控設(shè)備，自動監(jiān)控所屬范圍運(yùn)行。 (4) 總站主機(jī)控制，多為計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)，集中分站信息，進(jìn)行各種處理，并通過分站統(tǒng)一控制全廠運(yùn)行，滿足工藝測控要求，使全廠運(yùn)行處于最佳狀態(tài)，是監(jiān)控管理的中心。 監(jiān)控系統(tǒng)由操作員工作站、服務(wù)器工作站、投影儀、打印機(jī)、2 個(gè) PLC 工作站和現(xiàn)場一次設(shè)備。通信網(wǎng)絡(luò)采用西門子的過程現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)(Profibus)，它為分布式 I/O 站或驅(qū)動器等現(xiàn)場器件提供了高速通信所需的用戶接口，以及提供了在主站間大量數(shù)據(jù)內(nèi)部交換的接口通信協(xié)議采用 SINEC L2，該協(xié)議遵從 DIN19245 標(biāo)準(zhǔn)。污水處理系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)11L2DP 適用于對時(shí)間要求嚴(yán)格的現(xiàn)場，能夠以最快的速度快速處理和傳送網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。所以本系統(tǒng)可以快速的采集和處理由 PLC 所采集的數(shù)據(jù)，符合控制系統(tǒng)要求的快速性。污水處理系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)12第 2 章 污水處理中的 PLC 概述 設(shè)計(jì)范圍設(shè)計(jì)包括廠界內(nèi)預(yù)處理、生物濾池、污泥處理及附屬設(shè)施需要檢測和控制應(yīng)提供的儀表和有關(guān)的輔助裝置等。 PLC 設(shè)計(jì)綜述實(shí)用性：PLC 系統(tǒng)其目的在于滿足污水廠生產(chǎn)控制和管理要求，在保證先進(jìn)的條件下，設(shè)備和系統(tǒng)應(yīng)符合實(shí)際要求。可靠性：污水處理廠的生產(chǎn)過程要求 PLC 控制系統(tǒng)具有連續(xù)可靠性。經(jīng)濟(jì)性：PLC 系統(tǒng)的技術(shù)含量高，設(shè)備復(fù)雜，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。先進(jìn)性：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、PLC 控制技術(shù)發(fā)展迅速。根據(jù)某污水處理廠的設(shè)計(jì)規(guī)模和 BAF 生物濾池工藝的特點(diǎn)，本著技術(shù)先進(jìn)，性價(jià)比高，適用可靠的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。依據(jù)集中監(jiān)測為主，分散控制為輔的基本原則，設(shè)計(jì)采用以 PLC（可編程控制器）為基礎(chǔ)的監(jiān)測控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),在中央控制室利用 PC（工業(yè)級 PC）對廠內(nèi)各工況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并有信號報(bào)警和聯(lián)鎖等設(shè)施以保證生產(chǎn)正常運(yùn)行，生產(chǎn)的工藝過程 PLC 采用就地獨(dú)立控制。從安全生產(chǎn)的角度和操作人員技術(shù)掌握程度上考慮，設(shè)立三級控制層：設(shè)備就地手動、PLC 子站現(xiàn)場監(jiān)控和中控室遠(yuǎn)程監(jiān)控如圖 21 所示。在綜合樓設(shè)立中央控制室，下設(shè) 2預(yù)處理 PLC 子站，3BAF 生物濾池 PLC 子站和 4污泥處理 PLC 子站等共 7 個(gè)現(xiàn)場處理子站。在中央控制時(shí)可對主要設(shè)備實(shí)施開、?？刂啤Ｍ瑫r(shí)，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)也通過通訊總線送入上位計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)上對全廠設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行監(jiān)控。中央控制室還設(shè)置了以太網(wǎng)交換器，與廠級管理 PLC 成以太信息網(wǎng)絡(luò)相連接，并設(shè)置廠長辦公終端、生產(chǎn)管理終端、化驗(yàn)室終端。污水處理系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)13圖 21 全廠網(wǎng)絡(luò)控制圖 PLC 在污水處理中的運(yùn)用 中央控制室在辦公樓設(shè)立中央控制室，中央控制室內(nèi)設(shè)有兩臺高分辨率計(jì)算機(jī)操作站、一臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、三臺打印機(jī)、一臺網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。兩臺計(jì)算機(jī)操作站互為備用，并可安裝 PLC 編程軟件，程序可方便地通過控制網(wǎng)絡(luò)分別下載到指定的現(xiàn)場控制站，以便在調(diào)試過程中隨時(shí)修改程序。中央控制室可對整個(gè)分控式控制系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)管理、系統(tǒng)監(jiān)測、實(shí)時(shí)監(jiān)測、顯示、處理、控制各 PLC 子站的狀態(tài)、通信、數(shù)據(jù)和信息，完成報(bào)警和報(bào)表打印。在廠級管理層可以通過 Inter 將結(jié)果、效益分析等發(fā)往主管局等政府機(jī)關(guān)，系統(tǒng)流程如圖 22 所示。主要功能：生產(chǎn)工藝過程以工藝流程圖方式顯示，圖形可以取出每幅圖的局部進(jìn)行放大，便于分幅，分組展示，流程上有相關(guān)的實(shí)時(shí)生產(chǎn)過程的動態(tài)參數(shù)值顯示。當(dāng)動態(tài)顯示值顯示改變時(shí)，隨之改變圖形的數(shù)值。污水處理系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)14圖 22 流程簡圖 控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通訊控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用可與信息系統(tǒng)無縫連接、可進(jìn)行三階層通信、高速可靠通信。PLC 控制系統(tǒng)中央控制室與現(xiàn)場 PLC 子站之間采用最先進(jìn)的控制網(wǎng)絡(luò)，該控制網(wǎng)是一種最現(xiàn)代化的開放網(wǎng)絡(luò)，已成為工業(yè) PLC 領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)。它具有靈活的結(jié)構(gòu)，安裝方便，支持 PLC 之間及 PLC 和上位機(jī)之間的自動數(shù)據(jù)鏈接，也可使用信息服務(wù)進(jìn)行可編程的數(shù)據(jù)傳送，可得到大容量、柔性數(shù)據(jù)鏈接及大容量的數(shù)據(jù)傳送，對應(yīng)低成本的通信系統(tǒng)。其通訊介質(zhì)選屏蔽雙絞線。通訊速率可達(dá) 2Mbps，保證數(shù)據(jù)高速準(zhǔn)確地傳輸。中央控制室與廠級管理層之間采用 100Mdps 的以太通訊網(wǎng)，該網(wǎng)帶有 Email 功能，能向 mail server 發(fā)送用戶自定義信息，故障信息，狀態(tài)信息等，通過網(wǎng)關(guān)（以太網(wǎng)交換器）或 PLC 可與其他控制網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場總線相連。為保證在供電發(fā)生意外時(shí)，系統(tǒng)能有足夠的反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行應(yīng)急處理，中央控制室和各子站均設(shè)有在線式不間斷電源。污水處理系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)15過電壓保護(hù)裝置能抑制出現(xiàn)在電力網(wǎng)絡(luò)中的暫態(tài)浪涌電壓和吸收暫態(tài)浪涌電壓能量，在保障供電連續(xù)的條件下，保障計(jì)算機(jī)、PLC 控制子站及其他主要設(shè)備免受過電壓的干擾和侵害，使用電設(shè)備安全正常運(yùn)行。 分現(xiàn)場生產(chǎn)過程 PLC 控制系統(tǒng)（1）預(yù)處理 PLC 控制及檢測部廠內(nèi) 2預(yù)處理 PLC 子站位于鼓風(fēng)機(jī)房內(nèi)。對工藝專業(yè)要求檢測的各種工藝參數(shù)，水泵、閘門、粗格柵、細(xì)格柵、排砂裝置等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和控制。通過網(wǎng)絡(luò)把信號送中央控制室計(jì)算機(jī)操作站完成指示、記錄、報(bào)表和報(bào)警打印等監(jiān)控管理功能。其主要設(shè)備有：粗格柵、閘板，細(xì)格柵、螺旋輸送機(jī)粗格柵開、?？刂聘鶕?jù)超聲波液位差計(jì)測得的粗格柵前后水位差值自動控制回轉(zhuǎn)式粗格柵的運(yùn)行，即水位差達(dá)到設(shè)定值時(shí)，自動啟動格柵。當(dāng)回轉(zhuǎn)式粗格柵停止運(yùn)行的時(shí)間超出設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)為時(shí)間控制，此時(shí)限為可調(diào)式設(shè)計(jì)，并設(shè)置上限報(bào)警。PLC 系統(tǒng)將根據(jù)軟件程序自動控制螺旋輸送機(jī)、回轉(zhuǎn)式粗格柵機(jī)的順序啟停、運(yùn)行、停車以及安全連鎖保護(hù)，格柵機(jī)停機(jī)后延時(shí)停螺旋輸送機(jī)。細(xì)格柵開、?？刂萍?xì)格柵 24 小時(shí)運(yùn)行，并設(shè)置上限報(bào)警。PLC 系統(tǒng)將根據(jù)軟件程序自動控制螺旋輸送機(jī)、回轉(zhuǎn)式細(xì)格柵機(jī)的順序啟停、運(yùn)行、停車以及安全連鎖保護(hù)，格柵機(jī)停機(jī)后延時(shí)停螺旋輸送機(jī)。污水閘門控制：兩臺閘門根據(jù)液位手動或電動，其運(yùn)行信號送入中控室監(jiān)控，不參加控制。（2） BAF 生物濾池 PLC 控制及檢測部分廠內(nèi) 3BAF 生物濾池 PLC 子站位于變電所低壓配電室控制室內(nèi)。對工藝專業(yè)要求檢測的各種工藝參數(shù)，水泵、風(fēng)機(jī)、反沖洗泵等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和控制。并可在中控室計(jì)算機(jī)操作站完成指示、記錄、報(bào)表和報(bào)警打印等監(jiān)控管理功能。其主要設(shè)備有：排砂閥，排泥閥，啟閉機(jī)，砂水分離器，電動進(jìn)水閥，電動排水閥，電動進(jìn)氣閥，電動氣沖閥電動反沖洗閥，回用潛水泵，離心鼓風(fēng)機(jī)。沉砂池和沉淀池污水處理系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)16沉砂池和沉淀池定時(shí)開/停排砂、排泥閥，砂水分離器設(shè)備控制由設(shè)備廠商自帶可設(shè)定控制系統(tǒng)，砂水分離器應(yīng)與排砂閥聯(lián)鎖。BAF 生物濾池工藝過程簡述：污水經(jīng)強(qiáng)化預(yù)處理后進(jìn)入第一級生物過濾（C/N）池，污水通過濾池進(jìn)水管進(jìn)入濾池底部，填料上的微生物利用進(jìn)水中的溶解氧降解 BOD，同時(shí)，SS 也通過一系列復(fù)雜的物化過程被填料及其上面的生物膜吸附截留在濾床內(nèi)。流出填料層的廢水進(jìn)入第二級生物過濾池的污水流程同第一級，但在第二級生物過濾池中可根據(jù)運(yùn)行情況不曝氣并減少回流比以節(jié)能。經(jīng)二級生物過濾處理后的污水即直接進(jìn)入接觸池消毒。第一級生物濾池按時(shí)間及水位差控制濾池的反沖洗。在該級濾池有超聲波液位計(jì)，DO 測定儀等國外儀表。第二級生物濾池按吸附與過濾方式運(yùn)行。按時(shí)間及水位差控制濾池的反沖洗。在該級濾池裝有超聲波液位計(jì)，SS 測定儀，DO 測定儀等國外儀表。檢測信號均送生物濾池處理 PLC 子站進(jìn)行監(jiān)控。根據(jù)生物濾池水位差的反鎖信號控制反沖洗機(jī)組開停，根據(jù) DO 測量儀所測反鎖信號控制調(diào)節(jié)曝氣風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。BAF 生物濾池按所設(shè)計(jì)時(shí)間進(jìn)行周期性反沖洗，其中，第一級按每個(gè)周期 16 小時(shí)，第二級按每個(gè)周期 36 小時(shí)進(jìn)行反沖洗?；蛘咴谝粋€(gè)周期內(nèi)，如果水頭損失達(dá)到所設(shè)反沖設(shè)定值時(shí)，優(yōu)先進(jìn)入反沖洗程序反沖洗周期設(shè)定值根據(jù)水質(zhì)情況在反沖洗程序中為可調(diào)值。BAF 生物濾池根據(jù)其優(yōu)先順序逐臺啟動濾池的反沖洗。一、二級曝氣生物濾池控制過程：反沖洗階段:⑴跟據(jù)時(shí)間設(shè)定為周期性反沖洗。⑵根據(jù)超聲波液位計(jì)所測水位值確定反沖洗過程。⑶當(dāng)水位下降到所設(shè)定值時(shí)，停止進(jìn)水閥，開啟反洗水出水閥。⑷待濾池液位再次下降到設(shè)定反洗液位值時(shí)，先開啟反洗鼓風(fēng)機(jī)，后開啟反洗風(fēng)閥進(jìn)行氣沖洗。氣洗數(shù)分鐘后，關(guān)閉反洗氣閥，關(guān)閉反洗鼓風(fēng)機(jī)，氣沖洗結(jié)束。氣沖洗結(jié)束，進(jìn)入水沖洗階段。先開啟反沖洗水泵，后開啟反洗管路閥們，進(jìn)行水洗數(shù)分鐘后，水沖洗結(jié)束。當(dāng)水沖洗結(jié)束后，繼續(xù)開啟反沖洗鼓風(fēng)機(jī)，再開啟反沖洗風(fēng)閥，進(jìn)入氣、水混合沖洗階段。氣、水混合反洗數(shù)分鐘后，關(guān)閉反洗氣閥，關(guān)閉反洗鼓風(fēng)機(jī)；關(guān)閉反洗水水閥，關(guān)閉反洗水泵。至此，反沖洗過程全部結(jié)束。當(dāng)反沖洗階段結(jié)束后，先開啟進(jìn)水閥，后開啟曝氣鼓風(fēng)機(jī)，再開啟曝氣風(fēng)閥，最后關(guān)閉反沖洗水出水閥。進(jìn)入正常曝氣階段。強(qiáng)制反沖洗:污水處理系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)17若反洗效果不佳，說明濾路可能出現(xiàn)堵塞，此時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水閥，開啟反沖洗出水閥，開啟強(qiáng)制反沖洗泵和強(qiáng)制反沖洗閥們，進(jìn)行強(qiáng)制反沖洗，其過程按反沖過程運(yùn)行，BAF 曝氣法工藝流程如圖 23 所示。污水出水污泥池污泥脫水機(jī)房泵鼓風(fēng)機(jī)隔 柵集 水 井1反應(yīng)池2反應(yīng)池3反應(yīng)池圖 23 BAF 曝氣法工藝流程圖（3） 污泥脫水 PLC 控制及檢測部分廠內(nèi) 4污泥 PLC 子站位于污泥脫水間控制室內(nèi)。對于工藝專業(yè)要求檢測的各種工藝參數(shù)，水泵、加藥設(shè)備、離心脫水機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和控制。通過網(wǎng)絡(luò)把信號送中央控制室計(jì)算機(jī)操作站完成指示、記錄、報(bào)表和報(bào)警打印等監(jiān)控管理功能。其主要設(shè)備有：離心脫水機(jī)，污泥進(jìn)料泵，沖洗水泵，皮帶輸送機(jī)，無軸螺旋輸送機(jī)，隔膜計(jì)量泵，攪拌機(jī)。污泥脫水系統(tǒng):污泥脫水系統(tǒng)為成套設(shè)備（包括污泥進(jìn)料泵、加藥泵、離心脫水機(jī)），自帶現(xiàn)場控制柜。該系統(tǒng)運(yùn)行、故障信號送入 PLC 顯示，根據(jù)儲泥池液位，PLC 給出設(shè)備的開、停命令，運(yùn)行中設(shè)備根據(jù)自帶的控制程序動作，給料機(jī)組機(jī)開/停與離心脫水機(jī)。脫水后污泥螺旋輸送機(jī)和皮帶輸送機(jī)與離心脫水機(jī)聯(lián)鎖，先開啟螺旋輸送機(jī)和皮帶輸送機(jī)，再開啟離心脫水機(jī)，最后開啟污泥泵，停運(yùn)時(shí)，先停污泥泵，再停離心脫水機(jī)，最后停螺旋輸送機(jī)和皮帶輸送機(jī)。污水處理系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)18 廠級管理 PLC 系統(tǒng)為了及時(shí)地對來自污水處理現(xiàn)場的生產(chǎn)信息進(jìn)行收集、儲存、分析和加工處理，以便工廠領(lǐng)導(dǎo)層對生產(chǎn)管理的準(zhǔn)確決策，設(shè)計(jì)中考慮了廠級管理終端。該系統(tǒng)主要功能：⑴生產(chǎn)過程的全面查詢，包括各種進(jìn)、出廠水流量，各中能耗等。⑵生產(chǎn)過程分析報(bào)告、報(bào)表和圖形。⑶設(shè)備資料數(shù)據(jù)庫和設(shè)備運(yùn)行管理數(shù)據(jù)庫。⑷化驗(yàn)所需要的參數(shù)。⑸建立與外部 Inter 的雙向連接，便于發(fā)布信息和從外部獲取信息。 PLC 設(shè)備及儀表選型 PLC 選型原則利用可編程序控制器（PLC）組成遠(yuǎn)程自動監(jiān)測系統(tǒng)時(shí)，首先遇到的是 PLC 的選型問題。在選用 PLC 時(shí)，除把可靠性、環(huán)境適應(yīng)性放在首位外，還要根據(jù)具體應(yīng)用場合盡量選用合適的可編程序控制器。關(guān)于可編程控制器選型的一般原則可從以下幾方面考慮：明確控制對象要求。本系統(tǒng)要求改善信息管理，把 PLC 與上位微機(jī)的通訊能力遠(yuǎn)程 I/O 與微機(jī)通訊方式和手段作為選擇的依據(jù)。PLC 響應(yīng)時(shí)間的影響因素有：輸入信息時(shí)，CPU 讀解用戶邏輯網(wǎng)絡(luò)時(shí)間和輸出時(shí)間。PLC 的實(shí)時(shí)響應(yīng)性還受到系統(tǒng)中最慢儀器的限制，與上位機(jī)的通訊也將增加服務(wù)時(shí)間。功能選擇要根據(jù)不同的控制對象確定。具體有：替代繼電器、數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳遞、矩陣功能、高級功能、診斷功能以及串行接口。輸入輸出模塊選擇。輸入/輸出模塊是 PLC 與被控對象之間的接口，模塊選擇得當(dāng)與否直接影響控制系統(tǒng)的可