【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 消毒出水池等位置儀表的數(shù)據(jù)采集及設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。在粗格柵渠共設(shè)有2個(gè)粗格柵，粗格柵的主要作用是去除污水中大塊漂浮物。粗格柵能夠根據(jù)PLC程序與上位機(jī)設(shè)定的時(shí)間或粗格柵前后液位差實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟停。粗格柵的啟?？捎缮衔粰C(jī)直接遠(yuǎn)程控制，也可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制柜實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制。提升泵房水泵主要用來(lái)將粗格柵渠流出的污水提升到細(xì)格柵渠。在提升泵房，需要測(cè)量和控制的是三臺(tái)提升泵的運(yùn)行狀態(tài)以及它們的啟停。 提升泵控制原理圖三臺(tái)提升泵通過(guò)切換開(kāi)關(guān)既可手動(dòng)控制也可自動(dòng)控制，自動(dòng)控制過(guò)程大體如下：首先通過(guò)上位機(jī)設(shè)定每一臺(tái)提升泵的啟動(dòng)液位，一般情況下，若液位比較低就只啟用一臺(tái)提升泵，即可使水位維持在中水位，當(dāng)水位上漲到第二臺(tái)設(shè)定啟動(dòng)液位時(shí)則再啟用第二臺(tái)提升泵，若此時(shí)水位仍然繼續(xù)上漲，超過(guò)第三臺(tái)設(shè)定的啟動(dòng)液位則啟用第三臺(tái)提升泵。還可以設(shè)定高/低液位報(bào)警，當(dāng)液位超低或超高時(shí)都會(huì)報(bào)警。為檢測(cè)提升泵水位，在提升泵房前安裝超聲波液位計(jì)，它的檢測(cè)水位范圍是0～10米，輸出4～20mA模擬電流信號(hào)，送入PLC經(jīng)過(guò)進(jìn)一步處理運(yùn)算后通過(guò)以太網(wǎng)傳輸?shù)街锌厥也⒃谏衔粰C(jī)上監(jiān)視。超聲波液位計(jì)采用時(shí)間行程原理，由傳感器向物體表面發(fā)射超聲波，物體反射回波并能被傳感器接收，液位計(jì)算出脈沖傳送與接收時(shí)間T，再用聲速C計(jì)算出探頭到液位表面的距離，公式為：D＝ /2 。根據(jù)用戶輸入的水池深度E得到液位L＝E－D。除此之外，還裝有H2S和COD檢測(cè)儀，用于檢測(cè)進(jìn)水H2S和COD值。設(shè)置細(xì)格柵的目的在于攔截污水中的大量細(xì)小的漂浮物，為污水處理廠的各類設(shè)備提供更好的運(yùn)行條件。對(duì)于細(xì)格柵的控制，可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)柜實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制，也可對(duì)細(xì)格柵進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。細(xì)格柵的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)送至PLC站，以監(jiān)視其運(yùn)行情況。細(xì)格柵也要和螺旋壓榨機(jī)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，以保證設(shè)備安全。為檢測(cè)細(xì)格柵前后水位差，在格柵前后安裝液位計(jì)。變送器輸出4～20mA電流信號(hào)，接入PLC站，然后送往中央控制室上位機(jī)監(jiān)測(cè)顯示。PLC可以根據(jù)細(xì)格柵前后液位差對(duì)細(xì)格柵進(jìn)行自動(dòng)啟停控制。細(xì)格柵后裝有流量計(jì)，測(cè)量進(jìn)水流量，輸出4～20mA電流信號(hào)，送入PLC并在中控室監(jiān)視。流量計(jì)可同時(shí)測(cè)量液體的流速、液位、瞬時(shí)流量、累計(jì)流量，具有斷電、掉信號(hào)記憶功能。采用國(guó)際上先進(jìn)的超聲波流速測(cè)量技術(shù)，與專門的水位傳感器裝置相結(jié)合，通過(guò)智能性流量積算儀，可以精確地完成各種不同截面形狀管道內(nèi)水流量的精確計(jì)算，實(shí)現(xiàn)所需要的流量測(cè)量和積算。為檢測(cè)污水的PH值和溫度，在曝氣池前安裝了PH+溫度計(jì)，其輸出4～20mA的模擬信號(hào)送入PLC，再送到中控室監(jiān)視。沉砂池的作用是為了避免砂粒對(duì)處理工藝和設(shè)備帶來(lái)的不利影響。砂粒進(jìn)入生化池內(nèi)會(huì)使污泥刮板過(guò)度磨損，縮短更換周期；進(jìn)入曝氣池，在池底沉積，減少有效容積，有時(shí)還會(huì)堵塞微孔擴(kuò)散器；大量砂粒進(jìn)入濃縮池將可能堵塞排泥管路，使排泥泵過(guò)度磨損；砂粒進(jìn)入帶式壓濾脫水機(jī)將大大損傷脫水機(jī)，并使濾布過(guò)度磨損。以上情況足以說(shuō)明除砂對(duì)污水處理的重要性，也是城市污水收集系統(tǒng)杜絕砂粒進(jìn)入污水管道的原因。沉砂池是在池的一側(cè)通入空氣，使污水沿池旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，從而產(chǎn)生與主流垂直的橫向恒速環(huán)流。通過(guò)調(diào)節(jié)曝氣量，控制污水的旋流速度，可使除砂效率穩(wěn)定。沉砂池內(nèi)部有一臺(tái)除砂機(jī)、一個(gè)提砂閥、一個(gè)洗砂閥、一臺(tái)砂水分離器和兩臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)，除砂機(jī)其主要作用是將砂粒吸走，需要對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。除砂機(jī)的啟停，可由現(xiàn)場(chǎng)控制柜手動(dòng)控制，也可以由中央控制室的上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。除砂機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、洗砂閥、提砂閥與砂水分離器實(shí)行聯(lián)動(dòng)運(yùn)行。聯(lián)動(dòng)順序：除砂機(jī)－洗砂/提砂閥－鼓風(fēng)機(jī)－砂水分離器。整套除砂系統(tǒng)設(shè)備除了可以聯(lián)動(dòng)運(yùn)行外，每個(gè)設(shè)備也可以單獨(dú)運(yùn)行。氧化溝集缺氧、厭氧、好氧于一體，依次分為缺氧區(qū)、厭氧區(qū)和好氧區(qū)三部分，利用綜合池內(nèi)大量活性污泥中的各類微生物降解污水中的有機(jī)物并除磷脫氮。在氧化溝中裝有氧化還原電位檢測(cè)儀、污泥濃度計(jì)、含氧量測(cè)定儀，以監(jiān)視氧化還原電位、污泥濃度、含氧量。以上儀表變送器均輸出4～20mA電流信號(hào)，接入PLC站，然后送往中央控制室上位機(jī)監(jiān)測(cè)顯示。池內(nèi)有4臺(tái)攪拌機(jī)，通過(guò)切換開(kāi)關(guān)可實(shí)現(xiàn)由控制柜手動(dòng)控制，遠(yuǎn)程控制或PLC自動(dòng)控制。二沉池的主要設(shè)備為2臺(tái)刮泥機(jī)。有機(jī)污染物在活性污泥微生物作用下，沿氧化溝進(jìn)行新陳代謝和降解，污泥混合物流入二沉池，在二沉池沉淀、分離，二沉池的澄清水排放。運(yùn)行刮泥機(jī)，大部分的活性污泥流入污泥回流泵房，返回氧化溝。可手動(dòng)控制：由現(xiàn)場(chǎng)控制柜按鈕來(lái)控制刮泥機(jī)的啟停。也可自動(dòng)控制：可實(shí)現(xiàn)上位機(jī)遠(yuǎn)程控制，或自動(dòng)程序定時(shí)控制。污泥泵房?jī)?nèi)主要設(shè)備包括3臺(tái)污泥回流泵。污泥回流泵主要功能是將活性污泥送回生化反應(yīng)池，將剩余污泥泵送入污泥貯池進(jìn)行均質(zhì)處理。其運(yùn)行狀態(tài)可以在中央控制室監(jiān)視。可手動(dòng)控制，由現(xiàn)場(chǎng)操作箱來(lái)實(shí)現(xiàn)各泵的啟停；也可自動(dòng)控制。在污泥泵房中安裝超聲波液位計(jì)，其信號(hào)送入PLC站，并送入中控室監(jiān)視。液位開(kāi)關(guān)完成下限停泵的保護(hù)。鼓風(fēng)機(jī)房有3臺(tái)離心式鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)的主要功能是對(duì)氧化溝進(jìn)行曝氣增加氧化溝的溶解氧濃度，其運(yùn)行狀態(tài)可以在中央控制室監(jiān)視?？墒謩?dòng)控制，由現(xiàn)場(chǎng)操作箱來(lái)實(shí)現(xiàn)各泵的啟停；也根據(jù)DO儀表的的測(cè)量值送入PLC經(jīng)過(guò)進(jìn)一步處理運(yùn)算后通過(guò)以太網(wǎng)傳輸?shù)街锌厥疫M(jìn)行自動(dòng)控制。 鼓風(fēng)機(jī)控制原理圖 消毒出水池消毒出水池主要設(shè)備包括4清水泵。清水泵主要功能是將經(jīng)過(guò)處理合格的清水排放回大自然環(huán)境中。其運(yùn)行狀態(tài)可以在中央控制室監(jiān)視?？墒謩?dòng)控制，由現(xiàn)場(chǎng)操作箱來(lái)實(shí)現(xiàn)各泵的啟停；也可自動(dòng)控制。在消毒出水池中安裝有超聲波液位計(jì)、PH計(jì)、SS計(jì)、COD計(jì)、出水流量計(jì)，各儀表信號(hào)送入PLC站，并送入中控室監(jiān)視。 控制柜設(shè)計(jì)（PLC）概述國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）在1985年的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案第三稿中，對(duì)PLC做了如下定義【9】：“可編程序控制器是一種數(shù)學(xué)運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)?！笨删幊绦蚩刂破鞯闹饕δ馨ㄩ_(kāi)關(guān)量控制、限時(shí)控制、計(jì)數(shù)控制、步進(jìn)控制、數(shù)據(jù)處理、模擬量處理、通訊及聯(lián)網(wǎng)等。它不僅可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，還可構(gòu)成復(fù)雜的工業(yè)過(guò)程控制網(wǎng)絡(luò)，是一種適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的新型控制器。PLC的種類很多，使其在實(shí)現(xiàn)的功能、內(nèi)存容量、控制規(guī)模等方面都存在較大的差異，因此，PLC的分類沒(méi)有一個(gè)嚴(yán)格統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，而是按I/O點(diǎn)數(shù)、功能等進(jìn)行大致的分類【10】。1．根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)分類I/O點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以下的稱為小型機(jī)，一般只有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位等功能，適用于開(kāi)關(guān)量的控制。I/O點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)至1024點(diǎn)之間的，稱為中型機(jī)，它除了具備邏輯運(yùn)算功能，還增加了模擬量處理、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)通訊等功能，可完成既有開(kāi)關(guān)量、又有模擬量的復(fù)雜控制。I/O點(diǎn)數(shù)在1024點(diǎn)以上的稱為大型機(jī)，其功能更加完善，可以進(jìn)行中斷控制、智能控制、遠(yuǎn)程控制等，可用于大規(guī)模的過(guò)程控制，構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)或整個(gè)工廠的集散系統(tǒng)。2．根據(jù)結(jié)構(gòu)、形狀分類從結(jié)構(gòu)和形狀上看，PLC可分為整體式和模塊式兩種。一般的小型機(jī)多為整體式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的PLC，其電源、CPU、I/O部件等都集中配置在一起，有的甚至全部裝在一塊印刷電路扳上，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、價(jià)格低、容易裝配在工業(yè)控制設(shè)備的內(nèi)部，比較適合于生產(chǎn)設(shè)備的單機(jī)控制。模塊式結(jié)構(gòu)的PLC各部分以單獨(dú)的模塊分開(kāi)設(shè)置。這種PLC通常由機(jī)架底板聯(lián)結(jié)各模塊（也有的PLC為串行聯(lián)接，沒(méi)有底板），底板上有若干插座，使用時(shí)，各種模塊直接插入機(jī)架底板即可。這種結(jié)構(gòu)的PLC配置靈活、裝配方便、易于擴(kuò)展，可根據(jù)控制要求靈活配置各種模塊，構(gòu)成各種功能不同的控制系統(tǒng)。一般大中型PLC均采用這種結(jié)構(gòu)。3．根據(jù)生產(chǎn)廠家分類PLC的生產(chǎn)廠家很多，比較有代表性的PLC有：日本歐姆龍（OMRON）公司的C系列，三菱（MITSUBISHI）公司的F系列、東芝（TOSHIBA）公司的EX系列、美國(guó)通用電氣（GE）公司的GE系列、德國(guó)西門子（SIEMENS）公司的S7系列等。PLC種類雖然千差萬(wàn)別，但它們都有許多共同的特點(diǎn)。1）編制程序簡(jiǎn)單；2）控制系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)；3）抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高；4）易于操作及維護(hù)；5）設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短。 PLC控制柜的設(shè)計(jì)PLC柜是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)控制的核心。各PLC分布控制站主要負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)傳感器的信號(hào)，除了把信號(hào)轉(zhuǎn)換后傳給上位機(jī)，由上位機(jī)進(jìn)行顯示和控制外，還要根據(jù)控制要求對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制柜和執(zhí)行機(jī)構(gòu)做出相應(yīng)的自動(dòng)控制，所以各分站PLC不但具有中心控制的作用，而且起著數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站的作用。由此可見(jiàn)，對(duì)PLC的選型十分重要，PLC選型主要考慮以下幾方面：1）CPU處理速度：CPU執(zhí)行指令速度越快，掃描周期越短，實(shí)時(shí)性越好；2）CPU存儲(chǔ)器性能：存儲(chǔ)器存放程序和數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)器容量要達(dá)到要求；3）I/O點(diǎn)數(shù)：I/O點(diǎn)數(shù)要達(dá)到要求，并留有充分的備用點(diǎn)；4）通信能力：通信速度和可擴(kuò)展性也是一個(gè)重要指標(biāo)。一．西門子 S7介紹S7300 是由各種模塊部件所組成，各模塊能以各種不同方式組合在一起。這表明可將控制系統(tǒng)根據(jù)需要設(shè)計(jì)成不同的應(yīng)用。除了模塊之外，用戶其他所需要的就是一種DIN 標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌。各模塊安裝在導(dǎo)軌上，并用螺絲固定。這種結(jié)構(gòu)形式既可靠又電磁兼容。背板總線集成在各模塊上，通過(guò)將總線連接器插在模塊機(jī)殼的背后，使背板總線聯(lián)成一體。最多8個(gè)模板可一起裝在一個(gè)機(jī)架上（中央控制器/擴(kuò)展單元）。S7300 具有以下顯著特點(diǎn):? 循環(huán)周期短、處理速度高? 指令集功能強(qiáng)大、可用于復(fù)雜功能? 強(qiáng)大的通信功能? 產(chǎn)品設(shè)計(jì)緊湊、可用于空間有限的場(chǎng)合? 模塊化結(jié)構(gòu)、適合密集安裝? 有不同檔次的CPU、各種各樣的功能模塊和I/O 模塊可供選擇? 100% 免維護(hù)? SIPLUS 系列產(chǎn)品可在惡劣氣候條件下露天使用二．PLC0l站具體設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)PLC0l站功能為：1）監(jiān)視粗格柵、前后啟閉機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，控制粗格柵及啟閉機(jī)的啟停；2）監(jiān)視進(jìn)水COD值；3）監(jiān)測(cè)提升泵房液位和提升泵的運(yùn)行狀態(tài)，并對(duì)提升泵進(jìn)行控制；4）對(duì)細(xì)格柵、螺旋輸送機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控；5）監(jiān)測(cè)細(xì)格柵出水流量及污水PH值和溫度；6）對(duì)鼓風(fēng)機(jī)、除砂機(jī)、洗砂閥、提砂閥、砂水分離器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和控制；7）監(jiān)視羅茨風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣壓力；監(jiān)視、控制放空閥的開(kāi)度；控制羅茨風(fēng)機(jī)啟停。8）控制四臺(tái)攪拌機(jī)的啟停；9）監(jiān)控氧化溝內(nèi)的含氧量、氧化還原電位、污泥濃度；10）控制三臺(tái)回流污泥泵的啟停；11）監(jiān)控污泥回流泵房的液位，控制二臺(tái)剩余污泥泵的啟停；12）監(jiān)控二沉池內(nèi)兩臺(tái)刮泥機(jī)的狀態(tài)；13）監(jiān)控消毒出水池出水流量和出水COD含量。根據(jù)控制要求，PLC01共需數(shù)字量輸入179點(diǎn)，數(shù)字量輸出72點(diǎn)，模擬量輸入39點(diǎn)，模擬量輸出6點(diǎn)。另外預(yù)留20%的I/O點(diǎn)備用，故PLC01站控制柜內(nèi)部設(shè)備如下：（1）穩(wěn)壓電源及UPS：由于污水處理現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境比較惡劣，現(xiàn)場(chǎng)的水泵、鼓風(fēng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)等大功率感性負(fù)載較多，容易引起電源波動(dòng)，且系統(tǒng)要求配備不間斷電源，故配備穩(wěn)壓電源和UPS。（2）PLC單元1)CPU模塊選用西門子PLC315—2DP模塊。2)電源模塊選用西門子PS307電源模塊，給CPU供電。3)數(shù)字信號(hào)模塊(DI/DO)SM321—32點(diǎn)數(shù)字量輸入模塊，共7塊。SM321—32點(diǎn)數(shù)字量輸出模塊，共3塊。4)模擬信號(hào)模塊(AI/AO)SM331—8點(diǎn)模擬量輸入模塊，共6塊。SM332—8點(diǎn)模擬量輸出模塊，共1塊。5)其他CPU226 CN模塊，CP243—1模塊。以下是PLC01控制柜部分元件接線圖： PLC間接口關(guān)系圖 DI模塊接線圖 DO模塊接線圖 AI模塊接線圖 AO模塊接線圖 其他PLC站設(shè)