污水处理厂PLC自动控制系统

摘要：本文详细描述了针对PLC控制系统、监控自动化设备所选择的标的物的总说明、详细技术参数。

关键词：污水处理；PLC；控制系统

中图分类号：U664 文献标识码： A

一、总体概述

1.1污水处理系统概况

污水处理就是人们利用各种设备和工艺技术把污水中含有的污染物质从水中分离去除，使有害物质转化为无害的物质、有用的物质，使水得到净化。

结合国内外现代化污水处理自动控制系统的先进技术和发展趋势，充分发挥本人综合实力，使该污水处理工程达到国际先进水平前提下，基础自动化控制系统的配置达到二十一世纪的国内先进水平，做到电、仪自动化控制系统一体化， 在保证系统总体技术方案的完整性、先进性、合理性，在总体上降低用户的投资，为用户提供最优化的产品及服务。

二、控制系统概要

2.1 AB公司SLC500系列PLC简介

SLC500模块化可编程控制器（PLC）及输入输出模块由罗克韦尔自动化公司生产。该系列产品采用框架式结构，为在不同的工业现场使用提供了同样稳定可靠的平台。SLC500系列构成包括处理器、输入输出模块和相关外部设备。处理器功能强大、使用灵活，并有各种内置通讯方式和不同容量的内存供用户按需选择。

2.2编程软件

RSView32监控软件是高度集成、基于组件并用于监视和控制自动化设备和过程的人机界面监控软件，RSView32通过开放的技术扩展了您的视野，达到了与其它罗克韦尔软件产品、微软产品以及第三方应用程序的高度兼容。

开放的图形显示系统通过OLE容器方式支持ActiveX控件-可供选择的第三方ActiveX控件有数千种，用户可以方便地将现有解决方案添加到RSView32项目中。

通过软件能实现下列功能：

动态流程画面显示：动态显示污水处理厂整体工艺流程图、工艺参数和格栅机、输送机及污水提升泵等主要工艺设备的工况进行监视。

动态数据显示：各种模拟信号如：液位、流量、污泥浓度信号等；开关信号如：风机起停信号、行程限位信号、报警信号等；累计量信号。

趋势曲线：显示污水处理中主要模拟量的历史曲线、实时曲线图，并能多参数在一幅图形上对比显示。

报表：可根据需要制作即时报表、日报表、月报表、年报表。

报警功能：发生超限和故障报警时控制室及现场控制柜发出声响报警。

三、工艺简介

在我国，污水处理厂的工艺有多种，如悬挂链式曝气工艺、氧化沟工艺、间歇性活性污泥工艺等，而在北方，多采用悬挂链式曝气工艺，下面我们以此工艺为例，介绍自控系统在此种工艺下的污水处理厂的应用。

3.1 悬挂链式曝气污水处理工艺

污水处理厂采用悬挂链式曝气生化综合池工艺技术，以活性污泥为基础，利用细菌种群的新陈代谢使污水中的污染物减少，以达到净化水质的目的。

污水处理厂工艺流程参见下图。

图 污水厂工艺流程图

3.2 主要检测数据

流量、温度、压力、液位、PH、污泥浓度、溶解氧DO、氨氮、污泥界面、COD、BOD、氯等。

BOD： 指生物需氧量，也就是微生物降解一升污水中有机物所需的氧量。一般用BOD表示废水中有机物的一个指标。

COD就是指用强氧化剂，在酸性的条件下，将有机物氧化成二氧化碳和水所消耗的氧量。

四、控制系统结构

4.1控制系统硬件结构

根据污水处理厂的构筑分布情况，可分不同的控制策略，下面我们以一种方式举例说明，如可在变电间、脱水机房、加氯间拟设分控制室三座。分控室内各设PLC控制器一套（或共一套PLC，设各远程I/O站的方式）。负责各自辖区模拟量，开关采集，传输以及有关过程的自动控制。

系统结构如下图所示：

图 污水处理厂控制系统结构

4.2 污水处理人机界面组态

中央控制室上位机可显示整个厂区的模拟画面；监控生产作业过程，包括显示控制过程画面和实时数据，显示系统总体框图；绘制重要参数的变化趋势图；显示设备的工作状态；历史数据的统计分析和存储，提供决策参考。现场控制站上位机除具有以上功能外，还可对污水处理厂数据采集及控制自动化系统的控制参数进行设置；完成数据采集及控制自动化系统的组态；进行在线、离线编程及设定参数的修改。

五、控制方案

5.1 自动化控制方式

该系统采用三种控制模式，即就地设备控制箱手动控制、控制柜远程控制和现场控制站上位机控制。其中，就地设备控制箱操作具有最高优先权，控制柜远程控制次之，最后为现场控制站上位机控制。现场的泵类、鼓风机、脱水机、电磁阀等开关信号，曝气池溶解氧浓度等模拟信号，全部经控制器在上位机上显示，现场各个监控点的物理参数，均由对应的一次仪表传感器或变送器检测出来并转换为电信号，传输到控制站内。

5.2 各工段控制方案

1） 粗格栅

粗格栅控制

控制方案示意如下：

2） 细格栅

与粗格栅类似，3台细格栅、1台无轴螺旋输送机和1台压榨机为联动控制，格栅前后各装一台液位计以检测格栅是否堵塞。

3） 生物反应池及鼓风机房

四座生物反应池及鼓风机房包含厌氧、曝气、沉淀、回流工段。

4） 储泥池

储泥池的污泥搅拌器连续运行。设液位计和液位开关，用于降低液位保护。

5） 脱水机房

脱水机房设两台带式浓缩脱水机、三台进泥螺杆泵、相应得电动阀及全部附属装置启动。整套脱水系统可根据情况人工启动，也可定时自动启动，脱水机房内设有三个现场控制箱，分别负责一套加药系统、两套脱水机系统的自动控制每套系统自成体系，但之间应有连锁关系两套加药系统一用一备。