PLC在污水廠中的應用

蔡明霞

摘要在分析污水廠的系統布置和組成基礎上，探討了PLC控制流程，通過PLC站點進行合理分配，說明了20000 t/d污水廠自控系統的有效性。

關鍵詞污水廠；自控系統；PLC控制

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0070-01

其中，A20工藝則為污水廠中所采取的污水處理，組成的四個部分包括生化處理、機械預處理、污泥處理、消毒等。生化處理設施中四大部分；對于機械預處理來說，其主要設備包括調節池、進水泵池、細格柵、粗格柵等；污泥處理設施則有污泥脫水機房、污泥儲存池等；排放井和消毒池則是消毒設施[1]。在整個廠區中，其中總有22臺溶氧儀、液位儀等監測儀器，共有82臺鼓風機、水泵等設備。布置分散、設備繁多及工藝負責則是此廠的污水處理特點，這樣只有通過建立滿足工藝特點和工藝流程需要的自控系統，才能保證污水處理質量以及系統的可靠運行，另外還應該考慮一定的遠期擴展性。經過分析，為了滿足污水廠自動控制的需求，這里采取光纖以太網通信的57-300PLC系統。

1系統組成結構設置

在依據污水廠工藝布局的特點基礎上， 變電站則設置在鼓風機房附近，并且配有值班室、低壓配電室以及高壓配電室，另有馬達控制中心，分控式則在生化處理區進行設置，也配有相應的馬達控制中心。

S7-300PLC主站則在鼓風機房、變配電間的主控室和分控室各自設立一套，為了使得電氣控制系統和PLC系統的通信電纜數量盡量減少，應該應用就近采集設備運行信號的原則，這樣還能有效使得通信電纜距離過長引起的強電信號干擾問題有所減輕。SCADA系統則設立在綜合樓中控室內，其主要功能則包括監控以及污水廠各工藝流程段的集中操作等。

其中，加藥、消毒、污泥處理部分設備的信號采集與控制工作則是由 1#PLC站完成，預處理、生化處理部分設備信號采集控制工作則是由2#PLC完成。對于相關模擬量儀表信號，包括COD、電磁流量計、液位儀、溶氧儀等信號的采集來說，各段所負責的各工藝進行完成，同時，還能有效進行控制變頻設備則是由輸出模擬量信號而實現。

一套PLC控制柜在每個PLC站而進行配置，其中都內置有UPS，為了能夠保證PLC系統的可靠運行，應該采取相應的接地、防雷、電源隔離等措施。

2控制流程分析

就地控制箱現場控制和采用PLC自動控制則是在污水處理廠中主要采用電氣設備兩種方式。其中，手動/自動轉換開關在MCC或現場控制箱上設置，最高優先權則是在就地手動操作中配備；對于PLC可以進行預先的程序編制，能夠在相應的自控位置實現開關的轉換動作，在這樣的情況下，就能夠使得電氣設備的故障信號和運行狀況通過PLC而送到相關的中央控制室[2]。在經過PLC采集全部模擬量信號之后，然后可以傳遞到中央控制室而進行監測。

1）調節池。在調節池中，具有1臺液位計，3臺潛水泵（其中1臺備用）。水泵運轉臺數則是由PLC根據泵池水位進行相關控制，在一定的要求下，還能滿足對于自動輪換水泵的工作要求，在調整每臺水泵運行時間的基礎上，能夠有效滿足水泵運行時間均等的要求，為了防止出現水泵干運轉的情況，這里設置上、下限報警。

2）細格柵站。2臺細格柵、螺旋輸送機設置在細格柵站中，和粗格柵控制方式相似，能夠通過PLC按時間進行一定的控制，滿足在實際生產過程中，對于粗格柵螺旋輸送機的聯鎖以及開停機方面的要求。其中，螺旋輸送機一細格柵則是聯動的順序，而存在相反的停止順序，螺旋輸送保持在30~60s，盡管在細格柵最后一次循環后。

3）粗格柵及提升泵房。其中，1臺螺旋輸送機，2臺粗格柵，根據一定的時間間隔，PLC可以進行自動控制格柵運行，螺旋輸送機則可以把柵渣進行運走，這就需要通過粗格柵和螺旋輸送機的聯動作用，其中，螺旋輸送機一粗格柵則是聯動順序，而存在相反的關機順序。水泵帶有變頻調節裝置1臺，潛水泵4臺（1臺備用）則是設置在進水泵房中，并設置有1臺液位計。水泵運轉臺數的自動調節則是通過變頻自動的作用，能夠使得PLC根據泵池水位進行，根據每臺水泵的運行時間，滿足水泵運行時間均等的要求，為了防止出現水泵干運轉的情況，這里設置上、下限報警。

4）關于生化反應池及曝氣鼓風機控制分析。在在曝氣池內設置2臺內回流泵，為了能夠使得攪拌器在實際運行過程中具有連續運行的工作能力，則把6臺攪拌器分別設置在一座厭氧區和缺氧區中。另外，MLSS儀1臺、溶解氧測定儀2臺在曝氣池中設置。相應的閥門的開度的調節則是通過曝氣池中溶氧儀測定值進行，能夠有效控制好給定范圍內的溶氧值。把壓力變送器和空氣流量計設置在鼓風機出氣總管上。要保持總管壓力恒定，應該通過鼓風機的導葉片的合理調節。

5）回流、剩余污泥泵。在參考相關的曝氣池的MLSS調整比例系數，根據一定的比例回流和進水流量來看，調正設定值能夠方便在監控管理計算機上進行，使得泵運行臺數得以確定，能夠使得自動轉換參與運行的回流污泥泵成為可能，保證均等的運行時間。PLC根據時間能對于剩余的污泥泵進行控制開停，在一定的時間間隔下，每天所產的剩余污泥能夠在儲泥池中進行排放。

6）脫水機房。進泥螺桿泵2臺，帶式濃縮脫水機2臺。充分考慮實際設備的運行情況，在一定的要求下則應該進行人工啟動脫水系統，也能夠定時進行自動啟動系統。其中，現場控制箱2個在脫水機房中，能夠對于加藥系統1套和脫水機系統2套進行自動控制，盡管每套系統都自有體系，但是，其也存在一定的聯鎖關系。在實際運行過程中，啟動順序則是一個需要特別注意的問題，一般的啟動順序則包括皮帶輸送機-脫水機系統-加藥系統-打開泥泵等的啟動順利，但是，需要注意，停機的順序則是應該完全相反。對于運行過程中的發生故障的設備來說，對于達到設定低液位的儲泥池液位來說，則應該進行按照順序的設備停機。

7）加藥控制。在1#，2#沉淀池進水位置設置加藥點，加藥泵、攪拌器等設備的供電中所涉及到的提供設備的運行狀態信號，這些都是通過系統配備的現場控制箱所完成，其中設置計量泵帶變頻2臺（1臺備用）。在自動運行狀態下，對于PLC進一定的預先編程處理進行藥的投加操作，參考總進水量一半的相關信號，這樣就是使得加藥數量基本確定，另外，根據出水水質信號的反饋，能夠對于投藥量進行修正。

3結束語

本污水廠能夠對于PLC站點進行合理分配，基于實際情況，對于20000 t/d污水廠自控系統進行有效設計，通過微機優化控制，能夠有效使得市場使用費用得以節省，污水處理成本有所降低，具有一定的推廣前景。

參考文獻

[1]姚斌，蔡芝斌，丁媛媛，等.紹興污水廠三期自控系統的優化與改造[J].中國給水排水，2012，28（24）.

[2]張曉燕，馮國良，李璐，等.基于PLC的精確曝氣控制在污水廠的研究與應用[J].自動化儀表，2013，34（1）.

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