文档介绍：污水处理厂的PLC控制系统设计
———污泥运输机的PLC程序设计
文摘本文主要介绍了 PLC在城市污水处理中的具体应用,系统介绍了城市污水处理工艺流程以及基于SIEMENS的S7—400 系列PLC的污水处理实施方案,介绍了城市污水处理厂监空系统数据采集的方法。为了提高污水处理厂的运行管理水平, PLC是该系统的重要组成单元,各单元按一定拓扑结构互连构成污水处理厂的控制系统。研究结果表明,该系统不仅具有较强的并行协调处理能力,而且具有高可靠性、灵活性和可扩展性,以及高速处理能力等优点。结合某污水处理厂自动化控制系统的运行情况,介绍污水处理厂的设备组成、自动化控制方式和PLC各工作站的功能、网络构成在污水处理中的应用,总结自动化控制系统对提高生产效率、减少现场操作人员、提高安全性发挥的良好效果。
关键词污水处理;自动化控制系统;PLC;硬件配置;软件设计。
在我的提高,对生态环境的要求日益提高,要求越来越多的污水处理后达标排放。在全国乃至世界范围内,正在兴建及待建的污水厂也日益增多。有学者曾根据日处理污水量将污水处理厂分为大、中、小三种规模:日处理量大于10万m3为大型处理厂,1-10m3万为中型污水处理厂,小于1万m3的为小型污水处理厂。近年来,大型污水处理厂建设数量相对减少,而中小型污水厂则越来越多。如何搞好中、小型污水处理厂,特别是小型污水厂,是近几年许多专家和工程技术人员比较关注的问题。我国是个缺水的国家,人均水资源占有量只为世界人均水资源占有量的1/4。而且我国的水资源在时空和地域上分布不均匀,更加重了缺水的实际情况。因此近些来,我国的城市水资源进一步紧张,许多城市严重缺水。与此同时,水资源的污染却日益严重,也因此许多城市都规划和建设了水污水处理厂,来改变目前水资源紧缺且污染的现状。
随着全球水资源供应的紧张和对自动化要求的增加,我国的污水处理厂必然是向着高度自动化和无人职守的方向发展。目前,PLC在其稳定性和高度自动化程度的不断加强,使PLC成为在城市污水处理自动化方面的首选。
1 污水处理工艺流程
首先从厂外污水泵站提升到污水处理厂的污水,经过粗格栅,去除污水中较大的垃圾、漂浮物;通过5台100KW和3台54KW的污水泵将污水提升到细格栅,将较小的漂浮物去除;在沉砂池搅拌、除砂;然后进入生化池进行厌氧、耗氧处理,经沉淀池泥水分离,上层澄清液作为净化后的清洁排放水;沉淀下来的污泥一部分回流到生化池再生利用,一部分作为剩余污泥回流到污泥浓缩池,进一步浓缩,通过污泥处理系统,把泥浆态的污泥脱水、压滤,形成干污泥饼(如图1所示)。
对工艺流程的阐述
首先从厂外污水泵站提升到污水处理厂的污水,经过粗格栅,去除污水中较大的垃圾、漂浮物;通过5台100KW和3台54KW的污水泵将污水提升到细格栅,将较小的漂浮物去除;在沉砂池搅拌、除砂;然后进入生化池进行厌氧、耗氧处理,经沉淀池泥水分离,上层澄清液作为净化后的清洁排放水;沉淀下来的污泥一部分回流到生化池再生利用,一部分作为剩余污泥回流到污泥浓缩池,进一步浓缩,通过污泥处理系统,把泥浆态的污泥脱水、压滤,形成干污泥饼(如图2所示)。
主要设备的组成及控制方式
活性污泥法的曝气方式可分为两大类:鼓风曝气及机械曝气两大类。鼓风曝气系统的主要设备是鼓风机及扩散系统。小污水厂的鼓风机一般采用罗茨风机及小型离心风机。分散系统一般采用微孔曝气器。但必须是适应于间歇曝气的运行方式。鼓风机往往安装在SBR池旁边,以减少管路系统的造价。由于污水厂较小,一般不设鼓风机房,仅在鼓风机上设罩棚。这主要适用于厂矿企业内的污水处理厂,不严格控制噪音的情况。如果污水厂毗临生活小区,若采用鼓风曝气则必须建鼓风机房, 同时还要有相应的降噪措施,这样情况下宜采用机械曝气方式。(如表1)
污水处理厂的设备均采用三级控制方式,即现场控制方式、MCC控制方式和微机控制方式。目前,控制为基础,PLC控制为主导的控制方式始终处于工业自动化控制领域的主战场,为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。其主要原因,在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案,适合于当前污水处理厂对自动化的需要。
控制系统采用“双入单出”的模糊控制器。输入量为pH值给定值与测量值的偏差e以及偏差变化率ec,输出量为向加药泵供电的变频器的输入控制电压 u。控制过程为控制器定时采样pH值和pH值变化率与给定值比较,得pH值偏差e以及偏差变化率ec,并以此作为 PLC控制器的输入变量,经模糊控制器输出控制变频器输出频率n,从而改变加药量使pH值保持稳定。 
粗格栅、细格栅、提升泵