污水处理厂PLC控制系统设计.docx
PLC在污水处理厂中控制系统设计双恒压供水系统的程序设计文摘 本文重要简介了 PLC在都市污水处理中日勺详细应用实例，系统简介了都市污水处理工艺流程以及基于 SIEMENS的S7-400系列PLC的污水处理实行方案，简介都市污水处理厂监控系统数据采集的措施。可编程控制 器即PLC是综和了计算机技术、自动控制技术和通信技术日勺一种新型日勺、通用日勺自动控制装置。目前可编程控制器 已经成为最重要、最可靠、应用场所最广泛日勺工业控制微型计算机。它具有功能强、可靠性高、使用灵活以便、易 于编程以及适应工业环境等一系列长处。为了提高污水处理厂的运行管理水平，PLC也成为了该系统的重要构成单 元之一，在该系统中各单元按一定拓扑构造互相连接构成污水处理厂日勺控制系统。关键词 污水处理；自动化控制系统；PLC；硬件配置；软件设计。Digest this article mainly introduced PLC in the city sewage treatment concrete application example, the system introduced the city sewage treatment technical process as well as based on SIEMENS S7-400 the series PLC sewage treatment implementation plan, introduces the city sewage treatment plant supervisory system data acquisition the method.The programmable controller was PLC is the grand total computer technology, the automatic control technology and the communication one kind new, the general automatic control device. Now the programmable controller already became importantly, most reliable, the application situation most widespread industry control microcomputer.lt has the function strong, the reliability high, the use nimble convenient, easy to program as well as the adaptation industry environment and so on a series of merits.In order to enhance the sewage treatment plant the movement management level, PLC has also become one of this system important composition units, in this system various units according to certain topology interconnection constitution sewage treatment plant control system.Key word sewage treatment; Automation control system; PLC; Hardware disposition; Software design.1 .污水处理工艺流程1.1 工艺流程图由于都市污水是工业企业和居民生活所排放日勺，因此污水中具有大量日勺有机物，这种污水成为 生化污水。生化污水处理工艺是运用微生物日勺吸附、氧化和分解作用来降解污水中有机物日勺含量， 成为可以沉淀日勺污泥，从而使净化水质到达规定日勺排放原则（见图1）。图1工艺流程图1.2 对工艺流程日勺论述都市污水依次通过粗格栅、进水泵房、沉砂池、初沉池、曝气池和二沉池来实现污水日勺处理。 其中各部分日勺功能如下：(1) 进水泵房用于将污水提高，粗格栅用于除掉污水中大块杂物和污物，进而保护进 水泵。(2) 沉砂池日勺细格栅用于除去污水中日勺小块杂物，吸砂桥除砂和漂浮油脂，尚有砂处理和浮砂油脂处理设备。(3) 初沉池初步除掉水中污泥，用刮泥机搜集污泥至初沉池泥泵房。(4) 曝气池(氧化沟)为生化处理区，通过投放回流活性污泥搅拌和曝气供氧，培养 微生物大量繁殖，形成更多活性污泥。(5) 二沉池彻底清污水，使泥水分离。1.3 重要设备日勺构成及控制方式表1设备参量序号设备名称数量技术参数1飞力污水提升泵5华远泵站：P=100K, V=380V,I=195A3石角泵站：P=54KW, V=380V, I=102A6镇安厂回流泵：37KW, V=380V, I=80A2粗、细格栅机8P=L 5KW, V=380V, 1=3. TA3HV-TURBO鼓风机3P=160kw, V=380V4搅拌器12P=3.8KW, V=380V, 1=7. 2A5吸刮泥机8P=0. 37KW, V=380V, 1=1. 2A,6污泥提升泵3P=4KW, V=380V, 1=9.3A7投药泵2P=O. 63KW, V=220380Y8脱水机2P=2. 2KWj V=220380Y9电磁流量计13OUT：420mA, DN35O, DN600, DNlOOO10污泥浓度计44-20mAj0-5000PPM11溶氧仪104-20mA, 0-5mgl污水处理厂日勺设备均采用三级控制方式，即现场控制方式、MeC控制方式和微机控制方式。目 前，以MCC控制为基础，PLC控制为主导日勺控制方式一直处在工业自动化控制领域日勺主战场，为 多种各样日勺自动化控制设备提供了非常可靠日勺控制应用。其重要原因，在于它可以为自动化控制应 用提供安全可靠和比较完善日勺处理方案，适合于目前污水处理厂对自动化日勺需要。1.4 粗格栅、细格栅、提高泵房日勺设备控制粗格栅、细格栅日勺控制分为现场控制和远程控制两种模式。远程控制模式由PLC和上位机实现, 它包括微机手动和微机自动，而微机自动控制方式为：（1）水位差控制方式，通过格栅机运行液位 差计日勺测量值用来反应格栅阻塞程度，并传播到PLC控制器，进行分析计算。当液位差超过预设日勺 数值，控制格栅运行；（2）时间设置控制方式，在上位机日勺INTERACT组态软件中设置格栅机运行 时间和停机时间，经PLC控制器日勺程序运算指挥MCC对格栅机进行控制。1.5 沉砂池、生化池、沉淀池、污泥回流泵房和鼓风机房日勺设备控制砂搅拌器日勺自动运行通过进水电磁流量计控制，而抽砂泵日勺运行状态是由微机对其开、停时间日勺 设置控制日勺。生化池厌氧区日勺搅拌器、沉淀池日勺吸刮泥机、污泥回流泵房日勺阀门和回流泵都是由微机触发指 令通过PLC控制。1. 6脱水机房脱水机房日勺设备重要肩负由污泥提高泵将回流泵井日勺剩余污泥与污泥絮凝剂按比例混合进行脱 水处理日勺任务。污泥与溶解成一定浓度日勺絮凝剂混合后，污泥中日勺固体颗粒被凝聚成絮团，并分离 出自由水，然后被输送到带式污泥脱水机上，经顶脱水区、重力脱水区、楔形脱水区、压滤脱水区 后形成滤饼排出。1.7 PLC控制系统1.8 . 1 PLC控制系统日勺基本构成及功能污水处理厂PLC控制系统由两台计算机、8个现场控制站、工艺仪表、电量变送器构成.脱水 机房。0#工作站5#工作站之间采用A1SJ71AR21模块通过同轴电缆通讯。1#工作站和2#工作站 与厂内主工作站日勺距离45公里，且无人值班，故租用电信企业无源 专线通过调制解调器和A1SJ71UC24通信模块进行泵房设备控制和数据传播。网络控制分布图（如图下 图所示）)_计算机匚L"a""I1厂外1# PLC站厂外2# PLC站ffiJBEIBfflPLC站IB54TPLClttPLC2# PLC 站3#PLe 站4# PLC 站二期仪表 二期诡油仪表脱水机房设表计、水¥、空气亶计 电由流量计，超声波流量及仪寰 格N、沉眇池、IS风机一期沉淀备及仪表 一期生化晦备者表图3全厂联络图1. 7. 2网络构造某污水处理厂日勺自控系统由环形拓扑形式(ring topology)和星形拓扑形式(Star topology) 两种总线网络形式构成。1.7.3上位机组态功能(1)控制操作：在中控室里采用2台IBM90和INTERACT组态软件开发日勺工控程序能对全厂和 2个污水提高泵站日勺被控设备进行控制、对各现场控制站PLC日勺参数进行设定和修改.(2)显示功能：用设计措施生成图形，实时地、集中地显示被测参数所处日勺变化过程。对全厂工艺过程、工艺参数、设备状态等通过颜色日勺变化直观地、动态地显示。(3)报表功能：提成年度、月度、日班报表及运行参数报表。如：污水处理量、加药量、耗电量等。(4)打印功能：多种报表日勺打印，多种事件及报警实时打印。1. 8系统构成及其布局根据工艺特点和控制规定，本系统采用分布式集散监控系统，按流程设两个PLC分站，分别监 控水区和泥区日勺设备运行和控制，设一种总站集中分站信息并控制分站工作。详细控制分为：(1)各开关柜(包括:10kV进线柜、0.4kV进线柜等)，由“自动/停止/手动”转换控制状态，“手 动”设启/停按钮，用于手动操作。(2)分站控制，用可编程控制器和工业控制计算机系统等自控设备，自动监控所属范围运行。(3)总站主机控制，多为计算机监控管理系统，集中分站信息，进行多种处理，并通过度站统一 控制全厂运行，满足工艺测控规定，使全厂运行处在最佳状态，是监控管理日勺中心。2污水处理中日勺PLC2.1.1设计范围设计包括厂界内预处理、生物滤池、污泥处理及附属设施需要检测和控制应提供日勺仪表和有关 日勺辅助装置等。2. 1.2 PLC设计综述设置三级控制层：设备就地手动、PLC子站现场监控和中控室远程监控（如图下图所示）。:XXg3打印网中控室远程监控- I 厂外1# PLC站ar厂外2# PLC站ffi Bl-DHB0# PLC站1#PLC4#PLC站 _ 5PLj2QLCPLC子站现场监控图4王站网络图设备就地动手2.2 PLC在污水处理中日勺部分运用2. 2. 1 中央控制室中央控制室可对整个分控式控制系统进行系统组态管理、系统监测、实时监测、显示、处理、控制各PLC子站日勺状态、通信、数据和信息，完毕报警和报表打印。在厂级管理层可以通过Internet 将成果、效益分析等发往主管局等政府机关（如图下图所示）。2.2.2 控制网络系统PLC控制系统中央控制室与现场PLC子站之间采用最先进日勺控制网络.中央控制室与厂级管理层之间采用IoOMdPS日勺以太通讯网，该网带有E-mail功能，能向mail SerVer发送顾客自定义信息，故障信息，状态信息等，通过网关（以太网互换器）或PLC可与其他 控制网络、现场总线相连。为保证在供电发生意外时，
