S7-200 PLC在城市管網(wǎng)污泥處理中的應(yīng)用

歐陽素琴

（三川德青工程機(jī)械有限公司，湖北 宜昌 443005）

S7-200 PLC在城市管網(wǎng)污泥處理中的應(yīng)用

歐陽素琴

（三川德青工程機(jī)械有限公司，湖北 宜昌 443005）

隨著城市日益發(fā)展，城市管網(wǎng)的清淤外運(yùn)壓力也越來越大，以前是使用清淤車將混雜各類生活雜物的污泥掏出來，未經(jīng)任何脫水、過濾處理，就直接運(yùn)送到偏遠(yuǎn)的垃圾填埋點(diǎn)，外送的工作繁重。為了緩解污泥外運(yùn)的困難，城市管網(wǎng)污泥處理設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。此設(shè)備對城市管網(wǎng)的污泥進(jìn)行篩洗、過濾、脫水，將固態(tài)物質(zhì)與水分離，水經(jīng)過無害化處理后返回城市管網(wǎng)，外運(yùn)的僅僅是分離而出的固態(tài)物質(zhì)及泥，極大的減輕了外運(yùn)的工作，緩解了交通壓力，節(jié)約大量的污泥運(yùn)輸成本，保護(hù)了環(huán)境。系統(tǒng)配備西門子S7-200PLC控制器，配真彩觸摸屏，可對該系統(tǒng)進(jìn)行全自動集中控制。

西門子S7-200PLC控制器；自動集中控制；城市污泥處理

目前城市管網(wǎng)污泥處理設(shè)備研究在國內(nèi)開展很少，以旋流、篩分工藝流程為主體的處理工藝是國內(nèi)首家，如何將城市管網(wǎng)中的污泥減量化，無害化并資源化是現(xiàn)今國內(nèi)外研究的重點(diǎn)。

管網(wǎng)污泥減量化處置設(shè)備工藝適應(yīng)于污水處理廠、污水泵站內(nèi)或附近就地新建一個(gè)相匹配的污泥處理站，將附近管網(wǎng)收集的污泥進(jìn)行減量化處理，處理后的廢水可經(jīng)管網(wǎng)返回污水處理廠處理。而處理后的泥渣含水率和有機(jī)物含量均較低，可集中運(yùn)輸進(jìn)行填埋或做資源化利用，減少對環(huán)境的二次污染。污泥處理站根據(jù)城市管網(wǎng)布局、周邊污泥來源進(jìn)行合理規(guī)劃，可節(jié)約大量的污泥運(yùn)輸成本。對于工業(yè)污水污泥也可采用該設(shè)備進(jìn)行處理，大大降低其運(yùn)營成本。

城市管網(wǎng)污泥處理設(shè)備以旋流、篩分工藝流程為主體設(shè)備，配備輸送、中轉(zhuǎn)、洗滌渣料的其它諸多設(shè)備與閥門，集中自動控制系統(tǒng)是此污泥處理系統(tǒng)的必要設(shè)備，它一方面保證了處理過程中的連續(xù)性，可以實(shí)現(xiàn)自動輸料、處理、洗滌、出渣等工作，另一方面，全自動集中控制需要的操作人員少，將人從繁鎖的勞動中解放出來，在安全、清潔的操控室中真正實(shí)現(xiàn)了自動化管理。

1 系統(tǒng)簡介

1.1 主要組成部分

（1）振動篩。振動篩對渣料進(jìn)行脫水處理。振動電機(jī)是振動篩的激振源，由電機(jī)直接帶動偏心裝置產(chǎn)生離心力。兩臺振動電機(jī)作同步反向運(yùn)轉(zhuǎn)，使振動篩產(chǎn)生直線振動。（2）水力循環(huán)系統(tǒng)。水力循環(huán)系統(tǒng)由一臺潛污泵、一臺渣漿泵及相關(guān)管路閥門組成，潛污泵用于渣料沖洗，渣漿泵用于旋流器物料的輸送。（3）旋流器。旋流器主要是靠離心力的作用實(shí)現(xiàn)漿液的濃縮和顆粒分級，大部分的輕相(或細(xì)粒級)通過旋流器溢流管排出,而重相(或粗粒級)則由低流口排出，成為沉沙，此部分再經(jīng)振動篩脫水后，排出。（4）刮板輸送機(jī)。刮板輸送機(jī)采用單鏈刮板設(shè)計(jì)，負(fù)責(zé)將振動篩處理出的干泥渣刮到下一級輸送設(shè)備。（5）皮帶輸送機(jī)。本系統(tǒng)使用三臺皮帶輸送機(jī)，分別將渣料運(yùn)送至下一相關(guān)的設(shè)備。皮帶輸送機(jī)主要由輸送帶、電動滾筒、托輥、拉緊裝置、清掃器等組成。

1.2 工藝流程示意圖（見圖1）

（1）清掏出的污泥經(jīng)過污泥運(yùn)輸車轉(zhuǎn)運(yùn)，污泥運(yùn)輸車將污泥通過一級輸送設(shè)備輸送至預(yù)處理單元進(jìn)行處理。（2）經(jīng)過與處理單元的篩分及篩上水力沖洗，大粒徑固體渣料(d＞50 mm)被分離出來，污水及其他顆粒進(jìn)入篩下二級輸送設(shè)備。（3）通過二級輸送設(shè)備輸送至粗篩，污泥經(jīng)過粗篩的水力沖洗及振動篩分，中粒徑的固體渣料(3 mm＜d＜50 mm)被分離出來，污水及小粒徑顆粒進(jìn)入篩下儲漿池。（4）通過連接儲漿池的渣漿泵，污水及小粒徑顆粒被輸送到水力旋流器，通過旋流器的固液分離作用，上清液通過旋流器溢流進(jìn)入市政污水管道，而固體顆粒通過旋流器底流進(jìn)入細(xì)篩，通過細(xì)篩的篩分，小粒徑顆粒(d＜3 mm)被分離出來。排入污水管道的上清液含固率低，不會造成管道堵塞。（5）設(shè)備配備潛污泵和管路、閥門系統(tǒng)，并由PLC系統(tǒng)集中控制。一是采用高壓水對掏挖污泥進(jìn)行充分水洗，將附著其上的腐敗有機(jī)物和油污剝離，有利于污泥在脫水振動篩上的充分脫水；二是對污水箱內(nèi)的漿液進(jìn)行擾動，避免沉淀；三是用于對排水溝的沖洗。

2 電氣操作說明

控制系統(tǒng)采用西門子S7-200可編程控制器,系統(tǒng)軟件采用step7_microwin sp6進(jìn)行程序編寫，并配套臺達(dá)DOP-B10S615真彩觸摸屏,實(shí)現(xiàn)了對整個(gè)系統(tǒng)工作流程的遠(yuǎn)程控制及時(shí)實(shí)監(jiān)控。

本系統(tǒng)設(shè)二種操作模式：觸摸屏手動單動模式、自動流程模式。

2.1 手動單動模式

把機(jī)旁電氣柜操作面板上的“自動/手動”選擇開關(guān)打到“手動”模式，在觸摸屏手動操作畫面中，通過各按鈕啟、停各種單元設(shè)備,實(shí)現(xiàn)對單個(gè)設(shè)備的各種手動操作。

2.2 自動流程模式

將機(jī)旁電氣柜操作面板上的“自動/手動”選擇開關(guān)打到“自動”模式，選擇控制柜面板的相應(yīng)流程按鈕進(jìn)行自動、連續(xù)控制及實(shí)時(shí)監(jiān)控。

即在控制柜面板上選擇自動模式，根據(jù)生產(chǎn)具體情況，選擇“單次”或“連續(xù)”生產(chǎn)模式，系統(tǒng)將自動完成程序設(shè)定的相應(yīng)工藝流程；在自動運(yùn)行過程中，可根據(jù)情況實(shí)施暫停、程序停以及急停的操作（見圖1）。

自動控制有二種流程方式：單次，連續(xù)。

（1）“單次”：先選擇“自動”，“手自動”按鈕呈綠色時(shí)，再點(diǎn)擊“單次流程”按鈕，系統(tǒng)按照設(shè)定程序進(jìn)入啟動階段，入料輸送機(jī)、預(yù)篩、水平皮帶機(jī)、粗渣皮帶機(jī)、細(xì)渣皮帶機(jī)、螺旋輸送機(jī)、脫水篩、出料刮板機(jī)、旋流渣漿泵供漿、沖洗泵及供水各階段依次啟動、運(yùn)行，與此相關(guān)的電動閥門也自動打開。當(dāng)預(yù)篩運(yùn)行到程序設(shè)定時(shí)間（時(shí)間可調(diào)節(jié)），則預(yù)篩停止運(yùn)行，水平皮帶機(jī)及螺旋輸送機(jī)相繼、延時(shí)停止運(yùn)行，相應(yīng)閥門隨即關(guān)閉。當(dāng)供漿及供水時(shí)間達(dá)到程序設(shè)定時(shí)間（時(shí)間可調(diào)節(jié)），旋流渣漿泵、脫水篩、出料刮板機(jī)、皮帶機(jī)等其余各設(shè)備便以相應(yīng)的秩序停止運(yùn)行。

（2）“連續(xù)”：選擇自動模式，再點(diǎn)擊“連續(xù)”按鈕，系統(tǒng)與“單次”運(yùn)行時(shí)一樣，各設(shè)備以相應(yīng)的先后秩序啟動運(yùn)行，與“單次”運(yùn)行不同的是，預(yù)篩、供漿及供水時(shí)間不受時(shí)間限制，直至按下按鈕“程序停止”或“停止”按鈕時(shí)，系統(tǒng)中各設(shè)備便以相應(yīng)的方式停止下來。

設(shè)備在運(yùn)行中，當(dāng)一級污水箱液位到達(dá)設(shè)定位后，污水箱閥打開（用于沖洗），后一級污水泵啟動；當(dāng)?shù)陀诘鸵何粫r(shí)，一級污水泵停止，污水箱閥關(guān)閉。當(dāng)溢流池的液位到達(dá)高液位時(shí)，外排泵啟動；當(dāng)?shù)陀诘鸵何粫r(shí)，外排泵停止。當(dāng)積污池液位到達(dá)設(shè)定位后，積污泵啟動；當(dāng)?shù)陀诘鸵何粫r(shí)，積污泵停止。

在系統(tǒng)流程中，可對系統(tǒng)的各運(yùn)行時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)設(shè)置。當(dāng)參數(shù)調(diào)節(jié)不當(dāng)時(shí)，可按下“參數(shù)初始化”按鈕，即可恢復(fù)各參數(shù)的初始值。

3 結(jié)語

全自動集中控制系統(tǒng)具有友好的人機(jī)界面和便捷的操作方式，節(jié)省了大量的勞動力，實(shí)現(xiàn)了污泥處理過程中的全自動化操作，較好的隔離了有毒廢氣對操作人員的傷害，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)污泥處理系統(tǒng)的高效、安全、穩(wěn)定運(yùn)行。污泥處理站根據(jù)城市管網(wǎng)布局、周邊污泥來源進(jìn)行合理規(guī)劃，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行投入，不但節(jié)約大量的污泥運(yùn)輸、運(yùn)營成本，且使處理后的泥渣含水率和有機(jī)物含量均較低，可集中運(yùn)輸進(jìn)行填埋或做資源化利用，減少對環(huán)境的二次污染。

圖1 城市管網(wǎng)污泥處理系統(tǒng)圖

X703；TP273

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1671-0711（2016）10（上）-0097-02