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      南昌市朝陽污水處理廠自控系統(tǒng)

      參考價面議
      具體成交價以合同協(xié)議為準
      • 公司名稱北京世紀長秋科技有限公司
      • 品       牌
      • 型       號
      • 所  在  地北京市
      • 廠商性質(zhì)生產(chǎn)廠家
      • 更新時間2024/10/16 11:18:43
      • 訪問次數(shù)60
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            我們始終堅持新理念、新科技,走進用戶,貼近用戶,將用戶Z重要的需求植入軟件研發(fā)服務(wù)的每個過程,為國內(nèi)工業(yè)自動化市場提供較好、*、Z適用的工業(yè)自動化產(chǎn)品。

            “創(chuàng)新科技,服務(wù)*”是我們的企業(yè)理念,打造自動化軟件領(lǐng)域中真正的民族品牌是我們的目標,在經(jīng)濟化不可阻擋的發(fā)展趨勢面前,我們會做得更好,成為您信息化道路上值得信賴的伙伴!

      世紀星組態(tài)軟件
      1引言  南昌市朝陽污水處理廠工程于2000年底全部竣工并投產(chǎn),同期被南昌水業(yè)集團收購,現(xiàn)已成為日處理污水8×104m3的現(xiàn)代化污水處理廠
      南昌市朝陽污水處理廠自控系統(tǒng) 產(chǎn)品信息

      1 引言

         南昌市朝陽污水處理廠工程于2000年底全部竣工并投產(chǎn),同期被南昌水業(yè)集團收購,現(xiàn)已成為日處理污水8×104m3的現(xiàn)代化污水處理廠。工廠建立了計算機自動監(jiān)測、控制和管理系統(tǒng),實現(xiàn)了生產(chǎn)控制自動化和管理自動化,極大的提高了生產(chǎn)效率,減輕了勞動強度。該套自控系統(tǒng)由上海市政工程設(shè)計院斯美自控公司設(shè)計,在系統(tǒng)調(diào)試過程中,工廠技術(shù)人員給予了相當大的技術(shù)支持,并在試運行過程中結(jié)合實際情況,提出了許多合理化建議。以下將對該系統(tǒng)各部分進行介紹。
        
      2 系統(tǒng)構(gòu)成

         工廠自控系統(tǒng)采用集中管理、分散控制的模式??刂葡到y(tǒng)分為兩級:現(xiàn)場站和站。廠內(nèi)設(shè)一個控制站、兩個現(xiàn)場控制站。現(xiàn)場站獨立完成該區(qū)域有關(guān)工藝過程中參數(shù)檢測值的數(shù)據(jù)采集和設(shè)備控制,站主要完成全廠的數(shù)據(jù)顯示、控制和管理。
        
        (1) PLC控制系統(tǒng)
         本廠設(shè)2個PLC現(xiàn)場站,負責收集設(shè)備狀態(tài)信號及儀表測量值,并完成現(xiàn)場控制。1號PLC站設(shè)于進水泵房,用于粗格柵及進水泵站、細格柵及沉砂池的工藝過程參數(shù)采集和控制。2號PLC站設(shè)于配電間,用于對氧化溝、回流剩余污泥站、二沉池、排放泵站和脫水機房等主要設(shè)備狀態(tài)信號、儀表參數(shù)、工藝過程參數(shù)進行采集和控制。其硬件框圖如圖1所示。

      圖1 PLC控制系統(tǒng)硬件框圖

        (2) 上位機及模擬屏監(jiān)控系統(tǒng)
         集中控制室配置互為熱備的集中監(jiān)控計算機操作單元兩套、模擬屏一面。計算機與PLC采用了TCP/IP工業(yè)以太網(wǎng)通訊,構(gòu)成全廠的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。模擬屏采用鑲嵌式彩色馬賽克,用于反映全廠污水處理工藝過程和主要工藝參數(shù)的動態(tài)顯示。模擬屏與計算機采用RS232口通訊。上位機能完成各種數(shù)據(jù)的處理并將處理結(jié)果提交到數(shù)據(jù)庫進行集中管理,可打印日、月報表及報警值,還可在人機界面中顯示各組相關(guān)數(shù)據(jù)、工藝流程的實時狀態(tài)以及歷史趨勢。
        
      3 PLC控制方案

        在介紹自控系統(tǒng)之前,先介紹一下朝陽污水處理廠工藝流程(如圖2所示)。

      圖2 工藝流程圖

        現(xiàn)將根據(jù)工藝流程、系統(tǒng)各部分功能介紹如下:
        
        3.1 進水泵房
         來自市政管網(wǎng)的污水先經(jīng)粗格柵去除較大的飄浮物后,再由潛污泵提升入污水處理廠。
        泵房內(nèi)設(shè)潛污泵8臺(其中2臺備用),正常情況下水泵由PLC根據(jù)超聲波液位計顯示液位啟動,采用先開先停,輪換開泵,使泵開啟時間均衡。在非常情況下(如城市遭受大暴雨襲擊等),PLC可以執(zhí)行應(yīng)急控制程序,該控制程序能在情況下限度的控制設(shè)備運行,同時保證泵和配電設(shè)備的安全運行。由于進水泵房是整座污水廠最重要的部分之一,故在現(xiàn)場控制箱二次回路中再增加低液位鎖定與高液位緊急啟動,以確保在液位計故障的情況下,進水泵房的設(shè)備能夠安全運行。PLC的應(yīng)急控制程序與現(xiàn)場控制箱的高低液位鎖定構(gòu)成了進水泵房的雙保險。
        
        以下是對進水泵房各環(huán)節(jié)控制方案的簡要介紹。
        
        (1) 機械粗格柵控制方案
         機械粗格柵正常情況下,每隔兩小時啟動一次,但當粗格柵前后液位差大于200mm時,立即啟動除污機。當液位差恢復(fù)正常時,除污機按正常程序工作。格柵與皮帶輸送機、壓榨機的聯(lián)動由現(xiàn)場控制箱控制,格柵也可在現(xiàn)場手動控制。
        
        (2) 進水泵控制方案
         進水泵房內(nèi)共設(shè)8臺潛污泵(其中兩臺備用),工作泵根據(jù)PLC送來的液位信號逐臺開停,并根據(jù)累計運行時間自動輪值,使各泵開啟時間均衡,同時現(xiàn)場控制箱利用高、低液位開關(guān)信號,低液位鎖定停泵及高液位緊急啟動,并備有應(yīng)急控制程序;進水泵房集水井設(shè)超聲波液位計一套,測量進水液位值,測量信號送1#PLC;設(shè)浮球開關(guān)兩套,信號送1#PLC及現(xiàn)場控制箱,作高液位報警和水泵干運行保護。
        報警液位 Hm=15.30 (33%)
        高液位 H=14.75(23%)
        低液位 L=14.45(17%)
        報警液位 Lm=13.65(3%)
        當液位Y:
        Y≥Hm:執(zhí)行應(yīng)急控制程序
        Hm>Y>H:為開泵區(qū),當液位再上升時增開一臺泵
        H>Y>L: 維持泵開啟臺數(shù)不變
        L>Y> Lm:為關(guān)泵區(qū),當液位再下降時關(guān)閉一臺泵
        Lm≥Y: 關(guān)閉所有泵。
        PLC執(zhí)行上述判別的時間為每5分鐘1次
        
        (3) 細格柵除污機控制方案
         機械細格柵正常情況下,每隔兩小時啟動一次,但當細格柵前后液位差大于200mm時,應(yīng)立即啟動除污機。當液位差恢復(fù)正常時,除污機按正常程序工作。格柵與皮帶輸送機、壓榨機的聯(lián)動由現(xiàn)場控制箱控制,格柵也可在現(xiàn)場手動控制。細格柵前后各設(shè)超聲波液位計一套,測量細格柵前液位,測量信號送1#PLC。
        
        (4) 沉砂池控制方案
         沉砂池內(nèi)攪拌板為連續(xù)運轉(zhuǎn),砂泵可根據(jù)PLC由時間程序控制開停,以節(jié)約能耗。具體運行時間根據(jù)進水沙的含量來確定,砂水分離器的啟停與砂泵實行聯(lián)動。
        
         兩條沉砂池出水管各設(shè)一套電磁流量計,測量進水流量,測量信號送1#PLC;沉砂池設(shè)pH測量儀一套,測量進水pH,測量信號送1#PLC。
        
        3.2 氧化溝
         沉砂池出水由底部進入配水井,通過兩座調(diào)節(jié)堰門向回轉(zhuǎn)式氧化溝配水后與回流污泥一起進入氧化溝。兩組氧化溝共設(shè)10臺葉輪表曝機。出水采用可調(diào)式堰板,每組氧化溝設(shè)2臺5m長堰板。
         每組氧化溝設(shè)4只溶解氧測定儀,氧化溝中溶解氧的分布是不均勻的,污水對氧的需求量與進水流量、污水濃度等因素有關(guān),因此僅僅靠溶解氧值控制表曝機不盡合理,上海市政工程設(shè)計院根據(jù)多年調(diào)試氧化溝的經(jīng)驗,總結(jié)了溶解氧與充氧量之間的關(guān)系,形成了“模糊技術(shù)自動控制充氧量”的技術(shù),該技術(shù)綜合了進水流量、污水濃度、溶解氧的分布等情況來控制表曝機,使氧化溝出水水質(zhì)達到狀態(tài),同時使表曝機處于節(jié)能的運行狀態(tài)。
        
         兩座氧化溝各設(shè)四套DO測量儀,測量DO值,測量信號送2#PLC;同時各設(shè)兩套MLSS測量儀,測量懸浮固體濃度,測量信號送2#PLC。
        (1) 表曝機控制方案
        
         當進水流量大于1000m3/h時啟動1#、2#、3#定速表曝機,1#變速表曝機由3#、4#溶氧儀控制,控制采用模糊控制技術(shù),4#溶氧儀以2-3mg/l為值,3#溶氧儀以3-4mg/l為,2#變速表曝機由氧化溝溶解氧的平均值控制。
        若溶解氧的平均值小于0.5mg/l,2#變速表曝機開99%;
        若溶解氧的平均值大于0.5mg/l,小于1mg/l:2#變速表曝機開80%;
        若溶解氧的平均值大于1mg/l,小于1.5mg/l:2#變速表曝機開60%;
        若溶解氧的平均值大于1.5mg/l,小于2mg/l:2#變速表曝機開40%;
        若溶解氧的平均值大于2mg/l,2#變速表曝機關(guān)閉。
        
        (2) 堰門控制方案
        根據(jù)氧化溝的運行狀況,可以由手動調(diào)節(jié)出水堰門的高度。
        
        3.3 二沉池單元
         二沉池采用周邊進水、出水輻流式沉淀池,直徑36m,共四座。單池內(nèi)安裝周邊傳動全橋雙臂式吸泥機一臺,沉淀污泥由吸泥機吸出后重力排至池邊污泥井,經(jīng)堰門調(diào)節(jié)后進入回流污泥泵房。
         兩座回流污泥泵房設(shè)浮球開關(guān)兩套,作高低液位報警和水泵干運行保護,測量信號送2#PLC;同時設(shè)浮球開關(guān)兩套,作高低液位報警和水泵干運行保護,測量信號送2#PLC;兩條回流污泥管各設(shè)一套電磁流量計,測量回流污泥量,測量信號送2#PLC;同時各設(shè)一套電磁流量計,測量剩余污泥量,測量信號送2#PLC。
        
         該系統(tǒng)采用的控制方式為:連續(xù)運行,由PLC自動顯示工作狀況,現(xiàn)場手動控制開停。
        
        3.4 回流污泥泵站與剩余污泥泵站
         兩座回流污泥泵站位于兩座沉淀池中間,每座泵站內(nèi)設(shè)置3臺潛污泵(其中1臺備用),用于提升回流污泥至回轉(zhuǎn)式氧化溝,保持氧化溝內(nèi)微生物數(shù)量。
        
         廠內(nèi)設(shè)二座剩余污泥泵站,每座泵站內(nèi)設(shè)置2臺潛污泵(其中1臺備用),用于將剩余污泥提升至均質(zhì)池。當液位小于液位下下,PLC送出聯(lián)鎖信號停泵(回流污泥泵和剩余污泥泵);當液位大于液位上上,PLC送出聯(lián)鎖信號開泵(回流污泥泵和剩余污泥泵)。
        
        均質(zhì)池內(nèi)設(shè)超聲波液位計一套,測量泥位,測量信號送2#PLC。
        
        (1) 回流污泥泵控制方案
         根據(jù)回流污泥井液位由PLC自動控制水泵開停(常開2臺),自動切換,同時可采用遙控或現(xiàn)場手動控制。
        
        (2) 剩余污泥泵控制方案
         根據(jù)剩余污泥井液位由PLC自動控制水泵開停(常開1臺),自動切換,同時可采用遙控或現(xiàn)場手動控制。

        3.5 均質(zhì)池
         均質(zhì)池內(nèi)設(shè)水下攪拌器,為潛水葉輪結(jié)構(gòu),通過轉(zhuǎn)向手柄可在池內(nèi)任一角度進行攪拌,使池內(nèi)污泥濃度均勻。
        
        3.6 污泥脫水機
         本工程采用一體化濃縮脫水機。經(jīng)過脫水后的污泥含水率低于80%,泥餅通過泥餅運輸系統(tǒng)送至污泥堆棚,然后裝車外運。濃縮脫水一體機共兩套,控制柜由設(shè)備供應(yīng)商成套提供。
        
        3.7 出水泵房
         為減少污水廠日常運行費用,降低流程標高,在污水處理流程末端增設(shè)出水泵房。根據(jù)撫河水位,污水廠出水采用高水位泵排,低水位重力排放的運行方式,以達到節(jié)能的目的。泵房內(nèi)設(shè)潛污泵6臺(其中兩臺備用)。水泵由PLC根據(jù)液位啟動,先開先停,采用輪換開泵,使各泵開啟時間均衡。
        
      4 運行情況總結(jié)

         整套系統(tǒng)運行以來,基本上能達到設(shè)計要求,特別是對于運行班組的成員,可以更加全面及時的了解全廠設(shè)備的運行情況,及時處理運行時出現(xiàn)的各種問題。
        
         在氧化溝單元,由于對變速曝氣機實行了“模糊技術(shù)自動控制充氧量”方案,根據(jù)溶氧值及進水流量等參數(shù)對曝氣機的頻率進行調(diào)節(jié),使溶解氧值平穩(wěn)地保持在一定范圍內(nèi),在較大程度上節(jié)省了電能,降低運行成本,取得了令人滿意的效果。
        
        當然,在運行過程中,也發(fā)現(xiàn)了該系統(tǒng)存在的不足之處,例如:
        (1) 在進水泵房單元,由于市政管網(wǎng)的污水中含有大量泥砂和浮渣,泵在自動運行一段時間后會被堵塞,必須強制停止一段時間后再繼續(xù)運行,這給自動控制進水泵的開啟增加了一定的麻煩,建議在PLC程序中增加限制條件,使之運行一段時間后可強制停止水泵延時幾分鐘再繼續(xù)運行。
        
        (2) 由于我廠剩余污泥泵房日排泥量有限,氧化溝內(nèi)的濁度(MLSS)儀數(shù)值偏高,而溶氧值偏低,在此情況下,曝氣機處于全部啟動狀態(tài),從而使變配電間變電器的負荷較大。
        
        (3) 由于我廠人員大多數(shù)來自水廠,對污水處理的工藝也是次接觸,且沒有接觸過PLC系統(tǒng),這就要求生產(chǎn)技術(shù)人員除了要掌握自控操作的一般要求外,還必須掌握PLC的程序,熟悉程序設(shè)計思路,以便及時更改參數(shù),并根據(jù)我廠實際工作需要修改程序,使之符合我廠工藝的要求。
        
      5 污水廠自控系統(tǒng)建設(shè)的幾點建議

        (1) 現(xiàn)代化污水處理廠應(yīng)建立完整的現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)和生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)
         工廠雖然建立了自動化控制系統(tǒng),但它僅僅是一個對基層現(xiàn)場控制、管理的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),并沒有建立生產(chǎn)管理的計算機網(wǎng)絡(luò),廠長室、生產(chǎn)技術(shù)科、化驗室、中控室和機修車間的數(shù)據(jù)不能共享。因此在設(shè)計時應(yīng)當把生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)作為污水處理廠重要的硬件設(shè)施加以考慮。建立企業(yè)的信息化管理系統(tǒng),可以協(xié)調(diào)各部門的工作,提高企業(yè)勞動效率和企業(yè)的管理水平,并可實現(xiàn)辦公的無紙化。其次在建立了現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)和生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)后,應(yīng)當加強系統(tǒng)的管理,重點是建立歷史數(shù)據(jù)庫,積累工藝參數(shù)、測量數(shù)據(jù)、化驗數(shù)據(jù)和調(diào)度指令,它是運行管理經(jīng)驗的積累,也是科學研究的重要資料。
        
        (2) 加強自控系統(tǒng)管理人員的培訓
         污水處理廠調(diào)試結(jié)束投人運行,意味著一個相對穩(wěn)定的控制模式已經(jīng)建立和調(diào)試人員的撤離,但是污水廠的水質(zhì)水量不是一成不變的,隨著水質(zhì)水量的變化,就應(yīng)當建立一套與之相適應(yīng)的控制模式,要求系統(tǒng)管理人員具備PLC編程的能力。另外目前的上值機往往與因特網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)或充當辦公設(shè)備,也會有感染病毒的可能,會造成死機或文件丟失,系統(tǒng)管理人員應(yīng)當具備處理這類問題的能力。這些都對系統(tǒng)管理人員的業(yè)務(wù)水平提出很高的要求,筆者認為這些人員培訓的機會是自控系統(tǒng)的調(diào)試階段,這個過程是針對性的,應(yīng)當充分利用這一機會提高系統(tǒng)管理人員的業(yè)務(wù)水平。
        
        (3) 加強儀表的維護和保養(yǎng)工作
         污水處理廠自控系統(tǒng)的運作首先依賴于儀表,沒有正確的儀表指示,PLC無法進行有效正確的自動控制。儀表的維護和保養(yǎng)往往是污水處理廠管理的弱項。另外由于資金原因,過期的探頭得不到及時的更換,這些都是自動控制系統(tǒng)的污水處理廠應(yīng)當注意的。
        
      6 結(jié)束語

         經(jīng)過一年多的試運行,系統(tǒng)達到了設(shè)計要求并且取得了令人滿意的效果,實現(xiàn)了生產(chǎn)管理自動化,使生產(chǎn)率大大提高。但該系統(tǒng)還存在一定的不足,需要工程設(shè)計人員和系統(tǒng)管理人員在實際的生產(chǎn)過程中不斷的探索。
        
        參考文獻
        [1> 胡壽松. 自動控制原理[M>. 北京:國防工業(yè)出版社,1998.
        [2> 徐世許. 可編程控制器原理、應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)[M>. 合肥:中國科技大學出版社,1995.
        [3> 給水排水設(shè)計手冊(第8冊電氣與自控)[M>. 北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002.
        
        作者簡介
        熊 鷹(1974—) 助理工程師/學士 從事自動化控制方面的研究工作。

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