【正文】 自控系統(tǒng)監(jiān)控范圍 PLC1 表： DI： 272 DO： 100 AI： 16 AO： 3 構(gòu)筑物名稱(chēng) 設(shè)備 / 儀表名稱(chēng) ( 數(shù)量） 設(shè)備 /儀表 編 號(hào) 信號(hào)輸入 /輸出描述 信號(hào)類(lèi)型 DI DO AI AO 初沉調(diào)節(jié)池 水泵 (2) 自動(dòng) /手動(dòng) 2 1 開(kāi)、停機(jī)狀態(tài) 2 1 開(kāi)、停機(jī)控制 2 1 故障 2 1 液位計(jì)（ 1） 調(diào)節(jié)池液位 1 1 接觸絮凝沉淀池 電動(dòng)蝶閥(22) 自動(dòng) /手動(dòng) 22 1 全開(kāi)、全關(guān)狀態(tài) 22 2 開(kāi)啟、關(guān)閉 22 2 57 開(kāi)啟、關(guān)閉控制 222 故障 22 1 液位計(jì)（ 1） 液位 1 1 四閥濾池 電動(dòng)閥（ 12） 自動(dòng) /手動(dòng) 12 1 全開(kāi)、全關(guān)狀態(tài) 12 2 開(kāi)啟、關(guān)閉 12 2 開(kāi)啟、關(guān)閉控制 122 故障 12 1 潛水泵（ 2） 自動(dòng) /手動(dòng) 2 1 開(kāi)、停機(jī)狀態(tài) 2 1 開(kāi)、停機(jī)控制 2 1 故障 2 1 液位計(jì)（ 3） 液位 3 1 清水池 液位計(jì)（ 1） 液位 1 1 送水泵房 送水泵（ 3） 自動(dòng) /手動(dòng) 3 1 開(kāi)、停機(jī)狀態(tài) 3 1 開(kāi)、停機(jī)控制 3 1 故障 3 1 變頻器（ 1） 變頻調(diào)速 (1) 1 1 1 1 1 1 1 1 真空泵（ 2） 自動(dòng) /手動(dòng) 2 1 開(kāi)、停機(jī)狀態(tài) 2 1 58 開(kāi)、停機(jī)控制 2 1 故障 2 1 反沖洗水泵（ 2） 自動(dòng) /手動(dòng) 2 1 開(kāi)、停機(jī)狀態(tài) 2 1 開(kāi)、停機(jī)控制 2 1 故障 2 1 電磁閥（ 4） 開(kāi)關(guān) 4 1 電動(dòng)閥（ 4） 自動(dòng) /手動(dòng) 4 1 全開(kāi)、全關(guān)狀態(tài) 4 2 開(kāi)啟、關(guān)閉 4 2 開(kāi)啟、關(guān)閉控制 4 2 故障 4 1 真空度（ 1） 真空度 1 1 出水壓力（ 1） 壓力 1 1 流量計(jì)（ 3） 流量 3 1 出水濁度（ 1） 濁度 1 1 加藥間 隔膜計(jì)量泵（ 2） 自動(dòng) /手動(dòng) 2 1 開(kāi)、停機(jī)狀態(tài) 2 1 開(kāi)、停機(jī)控制 2 1 故障 2 1 頻率控制 2 1 攪拌機(jī)（ 2） 自動(dòng) /手動(dòng) 2 1 開(kāi)、停機(jī)狀態(tài) 2 1 開(kāi)、停機(jī)控制 2 1 59 故障 2 1 電磁閥（ 4） 開(kāi)關(guān) 4 1 液位計(jì)（ 2） 液位 2 1 電位計(jì)（ 1） 電位 1 1 加氯間 自動(dòng)加氯機(jī)（ 2） 采用 RS485通訊 PLC2 表： DI： 46 DO： 14 AI： 9 AO： 0 構(gòu)筑物名稱(chēng) 設(shè)備 / 儀表 名 稱(chēng)(數(shù)量） 設(shè)備/ 儀表編 號(hào) 信號(hào)輸入 /輸出描述 信號(hào)類(lèi)型 DI DO AI AO 調(diào)節(jié)池 格柵（ 1） 自動(dòng) /手動(dòng) 1 1 開(kāi)、停機(jī)狀態(tài) 1 1 開(kāi)、停機(jī)控制 1 1 故障 1 1 液 位 差 計(jì)（ 1） 格柵前后 1 1 潛 水 泵（ 2） 自動(dòng) /手動(dòng) 2 1 開(kāi)、停機(jī)狀態(tài) 2 1 潛水泵綜合故障 2 1 故障 2 1 開(kāi)、停機(jī)控制 2 1 潛 水 攪 拌器（ 1） 自動(dòng) /手動(dòng) 2 1 開(kāi)、停機(jī)狀態(tài) 2 1 潛水泵綜合故障 2 1 故障 2 1 60 開(kāi)、停機(jī)控制 2 1 液 位 計(jì)（ 1） 液位 1 1 生物接觸氧化池 鼓 風(fēng) 機(jī)（ 3） 自動(dòng) /手動(dòng) 3 1 開(kāi)、停機(jī)狀態(tài) 3 1 開(kāi)、停機(jī)控制 3 1 故障 3 1 溶 解 氧 測(cè)量 (2) 2 1 SS 測(cè)量(2) 。 消毒池及加氯的控制 消毒池 1 座，設(shè)超聲波液位計(jì)一套。 污泥濃縮池監(jiān)控 56 剩余污泥量由 PLC 根據(jù)時(shí)間和數(shù)量控制，每天所需的剩余污泥將按一天內(nèi)的時(shí)間間隔排到污泥濃縮脫水機(jī)中，液位開(kāi)關(guān)完成下限停泵的保護(hù)。 二沉池監(jiān)控 二沉 池設(shè) 備包 括 一臺(tái) 刮泥 機(jī)和 二臺(tái) 回 流污 泥泵 （一 用一備）。 生物接觸氧化池監(jiān)控 二座氧化池旁共安裝 3 臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)，二用一備，在二座氧化池溶解 氧傳感器。并根據(jù)每臺(tái)水泵的運(yùn)行時(shí)間，自動(dòng)輪換運(yùn)行水泵，使水泵運(yùn)行時(shí)間均等。 提升泵控制 本工程設(shè)有二臺(tái)提升泵，一用一備，并在調(diào)節(jié)池設(shè)液位開(kāi)關(guān)一只。而皮帶機(jī)在最后一次循環(huán)之后仍需運(yùn)行 30－ 60 秒。聯(lián)動(dòng)順序?yàn)槠л斔蜋C(jī)→機(jī)械柵耙，關(guān)機(jī)相反。 生活污水處理自動(dòng)控制內(nèi)容 隔柵控制 設(shè)粗格柵 1 臺(tái)，皮帶輸送機(jī) 1 臺(tái)，每臺(tái)格柵前后各裝一臺(tái)液位計(jì)，以檢測(cè)格柵是否堵塞。當(dāng)電氣控制柜上選擇了手動(dòng)控制方式，控制中心和 PLC 的調(diào)度控制指令均被封鎖。 PLC 按聯(lián)動(dòng)、聯(lián)鎖各種邏輯關(guān)系控制設(shè)備的啟動(dòng)停止。 （ 3） 就地自動(dòng)控制 就地控制級(jí)別高于遠(yuǎn)程控制。控制模式主要有以下三種： （ 1）遠(yuǎn)程控制 當(dāng)通過(guò)觸摸屏選擇遠(yuǎn)程控制方式時(shí)， PLC 按聯(lián)動(dòng)、聯(lián)鎖各種邏輯關(guān)系控制設(shè)備的啟動(dòng)停止。 PLC 設(shè)備選型 與礦井水處理系統(tǒng)采用的 PLC 相同，也采用西門(mén) 子 S7300 系列 PLC。中文顯示觸摸屏還作為現(xiàn)場(chǎng)自控設(shè)備控制的操作按鍵，控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行。 PLC 控制柜操作面板上使用一臺(tái) ”大小的彩色中文顯示觸摸屏，作為現(xiàn)場(chǎng)操作員的人機(jī)界面。 PLC 站設(shè)在鼓風(fēng)機(jī)房控制室，負(fù)責(zé)隔柵、調(diào)節(jié)池、提升泵站、生物接觸氧化池、二沉池、排放的運(yùn)行監(jiān)控，其中自動(dòng)控制內(nèi)容主要包括：隔柵自動(dòng)控制、調(diào)節(jié)池液位檢測(cè)、提升泵的自動(dòng)控制、氧化池溶解氧檢測(cè)、污泥泵的自動(dòng)控制與監(jiān)視、污泥 濃縮機(jī)監(jiān)控。 53 PLC 自動(dòng)計(jì)量水泵運(yùn)行時(shí)間，循環(huán)確定某臺(tái)水泵為變頻運(yùn)行泵，使各臺(tái)水泵運(yùn)行時(shí)間近似均等，保證設(shè)備具有較長(zhǎng)使用壽命。當(dāng)變頻器發(fā)出低負(fù)荷運(yùn)行信號(hào)時(shí)自動(dòng)將工頻運(yùn)行的水泵停止。 （ 2）水泵全自動(dòng)加減與自動(dòng)抽真空控制 三臺(tái)水泵、三臺(tái)出水電動(dòng)閥、真空泵、電磁閥等設(shè)備的運(yùn)行均在 PLC 的控制下運(yùn)行。 自動(dòng)控制功能 送水泵房自動(dòng)控制包括出水自動(dòng)恒壓控制、水泵自動(dòng)加減和自動(dòng)抽真空邏輯控制二部分： （ 1） 出水自動(dòng)恒壓控制 PLC 控制器通過(guò)模擬輸入模塊檢測(cè)出水管壓信號(hào)，與設(shè)定出水壓力值相減獲得壓力差值，經(jīng)過(guò) PID 運(yùn)算得到變頻器運(yùn)行頻率信號(hào)，最后通過(guò)模擬輸出模塊輸出給變頻器，自動(dòng)調(diào)節(jié) 變頻器的運(yùn)行頻率，保持出水管網(wǎng)壓力始終恒定。當(dāng)電氣控制柜上選擇了手動(dòng)控制方式，控制中心和 PLC 的調(diào)度控制指令均被封鎖。 PLC 按聯(lián)動(dòng)、聯(lián)鎖 各種邏輯關(guān)系控制設(shè)備的啟動(dòng)停止。 （ 2） 就地自動(dòng)控制 就地控制級(jí)別高于遠(yuǎn)程控制?？刂颇Ｊ街饕幸韵氯N： （ 1）遠(yuǎn)程控制 當(dāng)通過(guò)觸摸屏選擇遠(yuǎn)程控制方式時(shí)， PLC 按聯(lián)動(dòng)、聯(lián)鎖各種邏輯關(guān)系控制設(shè)備的啟動(dòng)停止。 主要檢測(cè)參數(shù) 出水管壓力、出水流量、出水余氯、水池液位、變頻器運(yùn)行頻率、真空度等信號(hào)。 51 閥門(mén)工況：開(kāi)閥狀態(tài)、關(guān)閥狀態(tài)、停止?fàn)顟B(tài)、開(kāi)到位、關(guān)到位、故障。 送水泵的控制直接影響生活供水的穩(wěn)定性，也是影響水處理電耗最大的因素，因此送水泵房設(shè)備的自動(dòng)控制十分重要。出水管設(shè)有三只電動(dòng)閥門(mén)。 反沖水泵運(yùn)行輪值控制 PLC 計(jì)量各臺(tái)水泵的累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，根據(jù)時(shí)間的長(zhǎng)短進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，使每臺(tái)水泵的運(yùn)行時(shí)間近似相等，從而延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，有關(guān)時(shí)間參數(shù)可在觸摸屏上進(jìn)行修改和監(jiān)視。 （ 3） 強(qiáng)制沖洗：操作員根據(jù)實(shí)際需要，在控制臺(tái)上進(jìn)行功能按鈕（鍵）操作，強(qiáng)制沖洗某格濾池。 濾格自動(dòng)反沖洗條件 PLC 在控制濾池過(guò)濾過(guò)程的同時(shí)，還在判斷濾池是否需要沖洗，濾池沖洗的條件有三個(gè)： （ 1） 濾池過(guò)濾時(shí)間：操作員根據(jù)工藝上提出的要求，在 PLC 上設(shè)定濾池的最大過(guò)濾時(shí)間，在濾池開(kāi)始過(guò)濾時(shí)， PLC 便計(jì)時(shí)，并將實(shí)際的過(guò)濾時(shí)間和設(shè)定時(shí)間作比較，若該值大于等于設(shè)定值時(shí)，發(fā)出反沖洗請(qǐng)求。當(dāng)濾格控制箱上選擇了手動(dòng)控制方式，控制中心和 PLC 的調(diào)度控制指令均被封鎖。 PLC 按聯(lián)動(dòng)、聯(lián)鎖各種邏輯關(guān)系控制設(shè)備的啟動(dòng)停止。 （ 2） 就地自動(dòng)控制 就地控制級(jí)別高于遠(yuǎn)程控制?？刂颇Ｊ街饕幸韵氯N： （ 1） 遠(yuǎn)程控制 當(dāng)通過(guò)觸摸屏選擇遠(yuǎn)程控制方式時(shí)， PLC 按聯(lián)動(dòng)、聯(lián)鎖各種 49 邏輯關(guān)系控制設(shè)備的啟動(dòng)停止。 主要檢測(cè)參數(shù) 每格濾池過(guò)濾時(shí)間、反沖洗周期，每格濾池水位。 每只閥門(mén)工況：開(kāi)閥狀態(tài)、關(guān)閥狀態(tài)、停止?fàn)顟B(tài)、開(kāi)到位、關(guān)到位、故障。 ? 遠(yuǎn)程上位監(jiān)控。 ? 實(shí)現(xiàn)反沖洗自動(dòng)控制。 48 考慮到本工程水處理能力較小且投資不大，本設(shè)計(jì)采用方案一，利用設(shè)在送水泵房的 PLC 站實(shí)現(xiàn)濾池的自動(dòng)控制。各濾格 PLC 和濾池主站 PLC 間通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)連網(wǎng)通訊。這種方案屬于典型的集中控制系統(tǒng)，它的建設(shè)費(fèi)用較低，但可靠性較差。 礦井水處理工程設(shè)計(jì)中采用四閥濾池，濾池構(gòu)筑物由 3 格濾格組成，采用沖洗泵沖洗。 PLC 通過(guò) RS485 通訊實(shí)現(xiàn)對(duì)加氯機(jī)的工作狀態(tài)檢測(cè)和遠(yuǎn)程控制。此外，自動(dòng)加氯機(jī)還具有自動(dòng)控溫、余氯顯示、漏氯保護(hù)、欠壓報(bào)警。 本設(shè)計(jì)方案中設(shè)備的配置采用人工配藥方式。攪拌設(shè)備在控制系統(tǒng)的控制下，自動(dòng)啟動(dòng)，進(jìn)行攪拌。 控制系統(tǒng)通過(guò)液位計(jì)監(jiān)測(cè)各溶液池的液位，當(dāng)在用溶液池液位達(dá)下限給定值時(shí)，關(guān)閉其輸液電磁閥門(mén)，在備用溶液池已備好藥液的條件下，同時(shí)打開(kāi)備用溶液池的輸液電磁閥門(mén)，自動(dòng)將備用池轉(zhuǎn)為在用池，及時(shí)地發(fā)出備用池空池報(bào)警信號(hào)，提請(qǐng)操作員人工向備用沖溶池內(nèi)定量加入固態(tài)礬，并向 控制系統(tǒng)輸入固態(tài)礬已投加信息。各溶解池分別使用電磁閥控制其配液用水。 配藥 采用固態(tài)藥劑，使用計(jì)量泵進(jìn)行投加， 投加前必須進(jìn)行沖溶、 46 配液。 自動(dòng)加礬控制模式的選擇首先應(yīng)因地制宜。該法較直接，準(zhǔn)確度較高，理論上唯一缺點(diǎn)是滯后時(shí)間較長(zhǎng)，因?yàn)橐话阈跄氐耐Ａ魰r(shí)間為 20min 左右。該儀器由英國(guó)于 1986年開(kāi)發(fā)成功，在國(guó)外有成功應(yīng)用的報(bào)道。 4） 絮凝絨體探測(cè)法 原理是當(dāng)?shù)\花絨體通過(guò)一束光時(shí)，透射光的強(qiáng)度將發(fā)生變化， 45 計(jì)算透射光的均方值與直 流分量之比，可測(cè)算出絨體的大小。因此近年來(lái)在國(guó)內(nèi)普及較快，缺點(diǎn)是 SCD 價(jià)格較貴，水中的某些物質(zhì)達(dá)到一定含量時(shí)，比如 CL175。 3）流動(dòng)電流測(cè)定儀（ SCD）反饋控制 測(cè)定流動(dòng)電流（ SC）值可間接測(cè)定流動(dòng)電位（ ξ電位）值，以礬花形成較好時(shí)的 SC 值或沉淀池出水濁度符合目標(biāo)值的 SC 值為設(shè)定值，通過(guò)實(shí)測(cè)值與設(shè)定值的比較，及時(shí)調(diào)整加礬量， SC 值在理論上可模擬水質(zhì)所需的需礬量，但不能模擬絮凝和沉淀的條件，當(dāng)這些條件變化時(shí)可通過(guò)調(diào)整設(shè)定值來(lái)加以補(bǔ)救。用在線(xiàn)濁度儀測(cè)量斜管出水濁度，與設(shè)定值進(jìn)行糾偏控制，自動(dòng)調(diào)節(jié)加礬率。由于一般沉淀池的停留時(shí)間較長(zhǎng)，比如斜管沉淀池有 30min 左右，而平流沉淀池停留時(shí)間可達(dá) 100min 左右，反應(yīng)池的停留時(shí)間一般也有 20min 左右，因此這種控制方式的固有滯后時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，容易形成振蕩，導(dǎo)致出廠水質(zhì)超標(biāo)，對(duì)源水水質(zhì)的變化適應(yīng)性差。 對(duì)于水源水質(zhì)比較穩(wěn)定（ 2 天內(nèi)不調(diào)整藥劑投加率，仍能使沉淀水濁度維持在幅度內(nèi)），例如采用水庫(kù)水的水廠，可采用進(jìn)水流量比例控制加礬量，即根據(jù)進(jìn)水水量和人工設(shè)定的比例系數(shù)（加注率）自動(dòng)調(diào)整加礬量以適應(yīng)流量的變化，當(dāng)水質(zhì)變化時(shí)（如濁度、溫度變化較大時(shí)），可對(duì)加注率進(jìn)行人工修正，做到自動(dòng)與人工干預(yù)結(jié)合。由于是多參數(shù)控制，因此所需一次儀表數(shù)量較多，且對(duì)儀表的精度要求較高，因而造價(jià)高且對(duì)水 廠的儀表維護(hù)水平要求較高， 3） 不具備通用性。通過(guò)對(duì)統(tǒng)計(jì)資料的分析可建立數(shù)學(xué)模型及相應(yīng)的控制系統(tǒng)，進(jìn)行前饋?zhàn)詣?dòng)投加，此法在國(guó)內(nèi)曾有應(yīng)用，但由于存在下列問(wèn)題，影響了推廣使用： 1） 建立數(shù)學(xué)模型必須有多年準(zhǔn)確可靠的水質(zhì)原始數(shù)據(jù)和合