PLC控制的污水处理控制系统

PLC控制的污水处理控制系统

　　一、污水处理工艺

　　不同的污水处理对象,不同的污水处理环境,将需要有不同污水处理控制系统工艺来处理。因此, 在选择污水处理工艺的时候,必须要认真考虑当地污水的情况,以及实际的污水处理的环境。

　　1、污泥处理工艺。污水生物处理过程中将产生大量的生物污泥,有机物含量较高且不稳定,易腐化,并含有寄生虫卵,若不妥善处理和处置,将造成二次污染。工程污泥处理工艺采用机械浓缩、机械脱水方案,处理后的污泥含水率均能达到80% 以下。 而污泥稳定的常用工艺包括:厌氧消化、好氧消化、热处理、加热干化和加碱稳定。

　　2 、常用的污水处理工艺。目前, 污水处理的方法一般以生物处理法为主,辅以物理处理法和化学处理法。常用的污水处理工艺有以下几种:传统活性污泥法。传统活性污泥处理法是一种古老的污水处理工艺,其污水处理的关键组成部分为曝气池与沉淀池。

　　二、自动化控制系统设计

　　污水处理复杂的工艺环节决定了控制对象既有开关量又有模拟量,既有顺序控制又有实时控制,既有开环控制又有闭环控制。在系统运行期间有大量的参数需要加以检测和控制,而且各种设备的地理位置相隔都比较远,地理上分散分布提高了对控制系统的要求。

　　1、系统方案设计。本控制系统的结构设计为是以集散控制系统形式为基础的网络结构,系统的设计综合考虑了水处理过程控制的可靠性,人机交互的友好性和处理过程中的信息传输管理三个方面的因素。现场控制层有4个控制站组成,相互之间独立工作。1# 控制站负责加压泵站的控制,控制泵池的各电气设备的启停和数据采集功能;2# 控制站负责综合调节池和厌氧池的控制;3# 控制站负责气浮设备间的控制,包括接触氧化池、 加药一体机的控制和排水指标的检测, 这部分是系统的核心部分及其考核指标;4# 控制站负责污泥处理间的控制。每个现场控制站通过工业以太网交换机与操作站通讯,并可以独立于操作站完成控制任务,具有本地和远程操作的功能,使控制站具有较高的可靠性和稳定性。

远程信息监视层的主要功能是监视排水指标是否达到要求指标。远程信息监视层与操作站之间通过GPRS 通讯,污水处理排放关键数据由工程师站存储到数据库中,并发送到远程监视层,供环保部门监视分析。整个控制系统采用模块化设计,可以单独优化各自的任务,无需对整个系统进行升级。

　　2、现场控制。控制站采用的西门子公司的S7-300系列PLC,控制层由4台控制站组成,每个控制站对运行工况进行实时监控,包括现场传感器、水泵、阀门、变频控制柜中各信号。控制功能包括对变频器转速的智能控制水泵、阀门的开关主、备用鼓风机、水泵的切换系统信号检测和故障报警等。

　　3、远程操作。操作站和工程师站组成该系统的显示操作层,操作站通过以太网与现场控制站连接,应用OPC协议进行通讯,实现数据的通讯。操作站软件由监控部分和系统管理部分组成。监控部分对于所有用户都是开放的。该控制系统有四个现场PLC控制器、一个GPRS无线传输通讯站和2台上位机,现场控制器通过局域网与操作站连接,由TCP/IP协议作为承载协议。

　　对计算机监控系统来说,用户需要对现场设备的数据和运行状态进行实时的监视和控制,从而能够快速地查找到现场的设备故障,提高劳动生产率。

　　4、总体流程。根据系统的控制要求,控制过程可分为手动控制功能和自动运行功能。在手动控制模式下,每个设备可单独运行,以测试设备的性能。处于自动方式时,系统上电后,按下自动启动确认后系统运行,系统开始工作,其工作过程包括以下几个方面:①系统上电后, 按下自动启动确认按钮, 启动潜水搅拌器和刮泥机。②启动污泥回流系统。③启动潜水泵。④启动细格栅系统。⑤启动污泥脱水系统。 ⑥启动曝气沉砂系统。 ⑦启动粗格栅系统。 以上工程过程并不是顺序控制方式, 而按照检测到传感器状态进行启动。