PLC在污水處理中的應用

PLC在污水處理中的應用袁寧PLC在污水處理中的應用袁寧(重慶川儀控制系統有限公司重慶, 401121 )摘要:環(huán)境保護是我國的-項基本國策。隨著(zhù)國家西部大開(kāi)發(fā)戰略的推進(jìn)和三峽工程的興建，三峽庫區的環(huán)境保護,尤其是庫區沿江水污染的防治已陸續啟動(dòng)。至200 5年規劃,城市污水處理率將達到60%，工業(yè)廢水處理率達到9 0%,達標排放率達到8 0%。為此采用先進(jìn)、實(shí)用的技術(shù)改造傳統工藝，在環(huán)保工程中大力、廣泛采用先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)，是推動(dòng)環(huán)保產(chǎn)業(yè)升級，實(shí)現環(huán)保發(fā)展戰略的重要環(huán)節。以下就重慶川儀控制系統工程有限公司承建的北碚污水處理廠(chǎng)自動(dòng)化控制系統進(jìn)行闡述.關(guān)鍵詞:污水處理; PLC技術(shù);自動(dòng)化控制Abstract: For the example of automatic control system of Beibei's sewage treatmeat plant which constructed by chongqing sichuaninstrument control system Co., Ltd, the applications of PLC technology in sewage treatment is ilustrated. System had rational layout,advance, and high automation degree, and achieved good social and economic benefits.Key words: Sewage treatment; PLC technology ; Automatic control中圖分類(lèi)號: TP273文獻標識碼: B文章編號: 1001-9227 (2009) 06-0062-03總體工藝流程進(jìn)行沉淀，含水量很高的污泥進(jìn)入回流污泥泵站，在回流北碚污水廠(chǎng)工藝流程圖如圖1所示。污泥泵站中的污水又重新進(jìn)入厭氧池進(jìn)行處理，而污泥和城市污水故二沉池產(chǎn)生的污泥一起進(jìn)入剩余污泥泵站處理,在剩余污一格棚卅→提升窺} 博氣沉砂池，厭氧池一→(氧化溝→[二沉泡]→泥泵站中通過(guò)添加絮凝劑，由污泥濃縮機把污泥進(jìn)行最后的脫水處理。二沉池中最后符合凈化要求的水則可直接排柵渣外[鼓風(fēng)機房]放，流入嘉陵江中。。砂外運一四水分離器上游液一回流污泥泵站一+剩余行泥泵站2系統集成2.1總體方案←污泥外絮凝劑一脫水機H河泥濃縮機]北碚污水廠(chǎng)位置比較集中,系統總線(xiàn)采用PROFIBUS集圖1中控制的方案,在中央控制室中放-一個(gè)控制器CPU413, 再下掛ET- 200M的方案。由于采用的是總線(xiàn)式結構,總線(xiàn)網(wǎng)城市污水進(jìn)入格柵井后，粗格柵主要攔截污水中比絡(luò )上任一設備發(fā)生故障均不會(huì )影響其它設備的正常運行。較大的垃圾，如塑料袋等，細格柵攔截污水中較小的垃系統配置圖如圖2所示?；?。過(guò)濾后的污水進(jìn)入提升泵房,將經(jīng)過(guò)初次處理后的污工作站選用DELL機,可上接以太網(wǎng)，方便實(shí)現全廠(chǎng)的水送入曝氣沉砂池，鼓風(fēng)機將空氣注入曝氣池，主要用于管控一體化?？筛鶕C技術(shù)的不斷發(fā)展，更換更先進(jìn)的機粉碎塊狀物，并增加細菌的活力，較大的污物如砂粒等沉型和系統軟件,以保持技術(shù)領(lǐng)先。應用軟件采用功能強大入池底;沉入池底的污泥通過(guò)抽砂泵進(jìn)入砂水分離器，進(jìn)中文化圖形界面友好的WI NCC監控軟件?？刂破鬟x用SI-行砂水分離，上清液則重新回到曝氣沉砂池進(jìn)行后續工藝EMENS S7-413CPU, 功能強大,采用模塊化無(wú)風(fēng)扇設計,機的處理。污水進(jìn)入厭氧池和氧化溝后，在厭氧池中由于厭構堅固，易擴展,通信靈活，1/0由ET200M方式構成,所有氧菌的作用，脫去污水中的大部分磷:在氧化溝中,由于的模中國煤化工采用STEP7,在編制程好氧細菌的作用，脫去污水中的大部分氮，污水中的有害序的真塊化、子文件化，減少MHCNMHG物質(zhì)已基本除去,但含有大量的污泥。此時(shí)再經(jīng)過(guò)二沉池程序機嗎的長(cháng)及和內1什開(kāi)謂，湘對i了程序的掃描周期、加快了程序的運行速度。收稿日期: 2009-07-0162.《自動(dòng)化與儀器儀表》2009年第6期(總第146期)中央控制室<進(jìn)水側水價(jià)25Proribus FMISN控制器CPU413水側水你<4.1啟動(dòng)第一臺泵]↓rET200M啟動(dòng)第一臺泵L啟動(dòng)兩臺泵2.2控制方案關(guān)閉兩臺泵北碚污水廠(chǎng)SIEMENS S7400 控制器采用了SIMATIC結束STEP7編程軟件對控制級進(jìn)行組態(tài), STEP7將所有用戶(hù)編寫(xiě)的程序和程序所需的數據放置在塊中。在一個(gè)塊內或塊之圖3潛水泵啟?？刂瓶驁D間類(lèi)似子程序的調用，使用戶(hù)程序結構化成為可能。這顯著(zhù)增加了PLC程序的組織透明性、可理解性和易維護性.-.55m<出水側水根據北碚污水廠(chǎng)自動(dòng)控制要求和SIMATIC STEP7 的特點(diǎn)，<出水側水位≤755m采用了梯形圖和語(yǔ)句表相結合的編程方法。該廠(chǎng)污水處理<水收壁續上開(kāi)Y自動(dòng)控制編程都在組織塊內進(jìn)行，主要分為六個(gè)部分:格C不允許容育肉調們柵間、污水提升泵站控制,曝氣沉砂池控制，回流污泥泵允許套簡(jiǎn)聞參與調你丙泥濃度3800mg1或污泥濃度>4200mg/站控制，剩余污泥泵站控制，二沉池控制,氧化溝控制.當四用套倚閥調節核塊0組織塊運行時(shí)，控制器白動(dòng)按規定的掃描周期執行塊內的[允許套筒調參與調節程序。不允許套筒閥調節]調川套筒閥調節模塊2(1)格柵間、污水提升泵站控制格柵間格柵的啟?？刂聘鶕駯徘昂笏徊钪颠M(jìn)行[結束]自動(dòng)控制。當水位差超過(guò)一-定值時(shí)，格柵自動(dòng)運行;水位圖4套筒閥調節控制框圖,差降低到某設定值時(shí)，格柵自動(dòng)停止。污水提升泵站設有三臺潛水軸流泵,其中一臺備用。(4)剩余污泥泵站當泵站內水位達0.85m時(shí)，啟動(dòng)兩臺水泵，當水位降到-0.剩余污泥泵站安裝有兩臺潛水排污泵，用來(lái)控制剩2m時(shí)，停止一臺泵，當水位降到- 1.3m時(shí)，水泵全部停止。余污泥泵站水位。當泵停止30^ 60秒后,開(kāi)啟電磁閥,對泵當泵站出水側水位超過(guò)8.3m時(shí),也應停止- -臺水泵，當出進(jìn)行沖洗，沖洗時(shí)間可調。水側水位繼續上升到8.6m時(shí),切斷水泵電源,泵站停止工(5)二沉池乍?？偝鏊荛y門(mén)的啟閉由中控室根據嘉陵江龍鳳溪水(2)曝氣沉砂池位進(jìn)行控制，當水位過(guò)高，出水閥關(guān)閉，以防洪水倒灌,城沉砂池分兩格，并聯(lián)運行,每格沉砂池有--個(gè)沉砂市污水在沉砂池前用污水泵提升通過(guò)超越管排入龍鳳溪，斗，沉積砂每隔兩天定時(shí)用抽砂泵抽至砂水分離器，砂水當水位下降后，出水閥門(mén)由中控室據實(shí)際情況控制開(kāi)啟，分離器與抽砂泵同時(shí)工作，工作時(shí)間可調。污水廠(chǎng)恢復正常工作。(3)回流污泥泵站(6)氧化溝活性污泥回流系統有三臺潛水軸流泵，兩用一備。 水本工程氧化溝分兩組，分為南、北氧化溝，每組氧化泵啟動(dòng)的臺數按泵站出水側水位和吸水側水位而定，在程溝 設倒傘型表面曝氣機三臺，其中兩臺恒速,一臺采用變序中由泵啟?？刂瞥绦蚨慰刂?控制框圖如圖3所示),當頻中國煤化工氣值， 當通過(guò)變頻調速曝不能通過(guò)水泵控制水位和氧化溝污泥濃度達到工藝要求時(shí)，可通過(guò)恒速曝氣機值時(shí)，可通過(guò)套簡(jiǎn)閥進(jìn)行調節,由程序中套簡(jiǎn)閥調節程序T.HCNMHG段進(jìn)行控制(控制框圖如圖4所示)。2.3監控系統(下轉第68頁(yè))6:單片機系統設計中低功耗的探討趙賀硬件系統設計上的考慮只是為降低功耗提供了條件,(2)用硬件定時(shí)器延時(shí)的方法來(lái)編寫(xiě)延時(shí)程序，以減真正實(shí)施要通過(guò)軟件來(lái)完成，要想實(shí)現對芯片的訪(fǎng)問(wèn)以及少CPU的運行時(shí)間完成對信號的轉換都是由軟件來(lái)控制的。因此,軟件設計單片機應用系統設計中,可能需要延時(shí)程序，延時(shí)程中必須要考慮低功耗的問(wèn)題。軟件設計的基本思想就是盡序的設計有兩種方法:軟件循環(huán)延時(shí)和硬件定時(shí)器延時(shí)。量縮短MCU的運行時(shí)間，讓MCU能大部分時(shí)間處于休眠狀為了降低功耗,盡量使用硬件定時(shí)器延時(shí)。在進(jìn)入待機模態(tài)，系統的各個(gè)部分在需要的時(shí)候再讓其運行，這樣可以式時(shí)，CPU停止工作，定時(shí)器仍然在工作,但是定時(shí)器的功大大降低功耗。實(shí)踐證明采用以下軟件措施對減少系統功耗可以很低，一旦定時(shí)器延時(shí)時(shí)間到，通過(guò)中斷方式使耗是有利的:CPU退出待機方式，系統開(kāi)始運行。通過(guò)定時(shí)器延時(shí)，降低(1)用中斷驅動(dòng)方式進(jìn)行軟件設計功耗的同時(shí)也提高了程序的效率。整個(gè)系統軟件設計成處理多個(gè)事件，在系統上電初(3)應減少對外存的訪(fǎng)問(wèn)次數始化時(shí)，主程序只進(jìn)行系統的初始化，包括寄存器、外部在程序設計當中應多使用寄存器變量，多使用內部設備等,初始化完成后，系統進(jìn)入低功耗狀態(tài),然后MCU控的cache。制的設備都接到中斷輸入端上。當外部設備發(fā)生了一一個(gè)事(4)在進(jìn)行復雜運算時(shí)，盡量通過(guò)查表方式來(lái)完成件,產(chǎn)生中斷信號,中斷信號可以使MCU退出節電狀態(tài),進(jìn)對于復雜運算的執行，會(huì )占據系統更多的時(shí)序響應，入事件處理狀態(tài)，事件處理完成后，繼續進(jìn)入節電狀態(tài)。減少了休眠時(shí)間。在精度允許的情況下，使用簡(jiǎn)單函數代軟件流程如圖2所示。替復雜函數作近似，也是減少功耗的一種方法。 在運算時(shí)開(kāi)始采用查表方式,用大容量的表格替代現場(chǎng)計算，會(huì )讓MCU有更多的休眠時(shí)間。香力所外建設名↓寄存器、定時(shí)器等切始化心| 保護寄存器5結論進(jìn)入低功耗狀態(tài)本文從理論和實(shí)踐上針對單片機系統設計中的低功(如休眠等執行中斷服務(wù)耗問(wèn)題進(jìn)行了一些分析和討論，在實(shí)際應用中，要綜合考慮系統硬件設計和軟件設計，結合具體的應用場(chǎng)合，選擇| 恢復寄存器進(jìn)入循環(huán)合適的低功耗設計方案,達到降低整個(gè)系統功耗的目的。結東結束參考文獻(a)主程序(b)中斷服務(wù)程序1閣 石數字電子技術(shù)基礎[M].北京:高等教育出版社, 2006圖2軟件流程圖陳萌萌，邵貝貝單片機系統的低功耗設計策略[J].單片機與嵌入式系統, 2006, 3(.上接第63頁(yè))工藝流程圖中的剖面圖主要功能為:模擬量及各設.監控系統以中央控制室為核心,采用西門(mén)子WINCC軟備狀態(tài)的動(dòng)態(tài)顯示。平面圖主要功能為:設備狀態(tài)的動(dòng)態(tài)件,充分利用其圖形界面功能，報警、報表、趨勢等功能，顯示，操作(功能)按鈕。實(shí)現對格柵、泵、刮泥機、攪拌器、鼓風(fēng)機、脫泥機、閥門(mén)等工藝設備的控制和管理，為生產(chǎn)提供人機界面。中央控3結束語(yǔ)制室隨時(shí)監視整個(gè)污水廠(chǎng)的運行狀態(tài)，顯示各種檢測值及現在，城市污水處理對自控水平的要求越來(lái)越高，先參數,以圖形形式顯示現行及歷史值,給出各種臨界提示進(jìn)的自控技術(shù)日益應用于污水處理中, PLC技術(shù)在污水處和錯誤，越限報警，顯示及打印分析報表。理中的應用已非常成熟。本系統現已投入使用，運行情況用戶(hù)畫(huà)面分為3類(lèi),第一類(lèi):工藝流程圖(剖面圖、平良好從而十十擔高了浜水外理的自動(dòng)化控制水平和管理面圖);第二類(lèi):回路控制圖，實(shí)時(shí)數據表:第三類(lèi):趨勢水中國煤化工好的社會(huì )效益和經(jīng)濟效圖、報警總覽、報表。益CNMHG68