PLC在污水处理中的应用

PLC在污水处理中的应用袁宁PLC在污水处理中的应用袁宁(重庆川仪控制系统有限公司重庆, 401121 )摘要:环境保护是我国的-项基本国策。随着国家西部大开发战略的推进和三峡工程的兴建，三峡库区的环境保护,尤其是库区沿江水污染的防治已陆续启动。至200 5年规划,城市污水处理率将达到60%，工业废水处理率达到9 0%,达标排放率达到8 0%。为此采用先进、实用的技术改造传统工艺，在环保工程中大力、广泛采用先进的自动控制技术，是推动环保产业升级，实现环保发展战略的重要环节。以下就重庆川仪控制系统工程有限公司承建的北碚污水处理厂自动化控制系统进行阐述.关键词:污水处理; PLC技术;自动化控制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中图分类号: TP273文献标识码: B文章编号: 1001-9227 (2009) 06-0062-03总体工艺流程进行沉淀，含水量很高的污泥进入回流污泥泵站，在回流北碚污水厂工艺流程图如图1所示。污泥泵站中的污水又重新进入厌氧池进行处理，而污泥和城市污水故二沉池产生的污泥一起进入剩余污泥泵站处理,在剩余污一格棚卅→提升窥} 博气沉砂池，厌氧池一→(氧化沟→[二沉泡]→泥泵站中通过添加絮凝剂，由污泥浓缩机把污泥进行最后的脱水处理。二沉池中最后符合净化要求的水则可直接排栅渣外[鼓风机房]放，流入嘉陵江中。。砂外运一四水分离器上游液一回流污泥泵站一+剩余行泥泵站2系统集成2.1总体方案←污泥外絮凝剂一脱水机H河泥浓缩机]北碚污水厂位置比较集中,系统总线采用PROFIBUS集图1中控制的方案,在中央控制室中放-一个控制器CPU413, 再下挂ET- 200M的方案。由于采用的是总线式结构,总线网城市污水进入格栅井后，粗格栅主要拦截污水中比络上任一设备发生故障均不会影响其它设备的正常运行。较大的垃圾，如塑料袋等，细格栅拦截污水中较小的垃系统配置图如图2所示。圾。过滤后的污水进入提升泵房,将经过初次处理后的污工作站选用DELL机,可上接以太网，方便实现全厂的水送入曝气沉砂池，鼓风机将空气注入曝气池，主要用于管控一体化。可根据PC技术的不断发展，更换更先进的机粉碎块状物，并增加细菌的活力，较大的污物如砂粒等沉型和系统软件,以保持技术领先。应用软件采用功能强大入池底;沉入池底的污泥通过抽砂泵进入砂水分离器，进中文化图形界面友好的WI NCC监控软件。控制器选用SI-行砂水分离，上清液则重新回到曝气沉砂池进行后续工艺EMENS S7-413CPU, 功能强大,采用模块化无风扇设计,机的处理。污水进入厌氧池和氧化沟后，在厌氧池中由于厌构坚固，易扩展,通信灵活，1/0由ET200M方式构成,所有氧菌的作用，脱去污水中的大部分磷:在氧化沟中,由于的模中国煤化工采用STEP7,在编制程好氧细菌的作用，脱去污水中的大部分氮，污水中的有害序的真块化、子文件化，减少MHCNMHG物质已基本除去,但含有大量的污泥。此时再经过二沉池程序机吗的长及和内1什开谓，湘对i了程序的扫描周期、加快了程序的运行速度。收稿日期: 2009-07-0162.《自动化与仪器仪表》2009年第6期(总第146期)中央控制室<进水侧水价25Proribus FMISN控制器CPU413水侧水你<4.1启动第一台泵]↓rET200M启动第一台泵L启动两台泵2.2控制方案关闭两台泵北碚污水厂SIEMENS S7400 控制器采用了SIMATIC结束STEP7编程软件对控制级进行组态, STEP7将所有用户编写的程序和程序所需的数据放置在块中。在一个块内或块之图3潜水泵启停控制框图间类似子程序的调用，使用户程序结构化成为可能。这显著增加了PLC程序的组织透明性、可理解性和易维护性.-.55m<出水侧水根据北碚污水厂自动控制要求和SIMATIC STEP7 的特点，<出水侧水位≤755m采用了梯形图和语句表相结合的编程方法。该厂污水处理<水收壁续上开Y自动控制编程都在组织块内进行，主要分为六个部分:格C不允许容育肉调们栅间、污水提升泵站控制,曝气沉砂池控制，回流污泥泵允许套简闻参与调你丙泥浓度3800mg1或污泥浓度>4200mg/站控制，剩余污泥泵站控制，二沉池控制,氧化沟控制.当四用套倚阀调节核块0组织块运行时，控制器白动按规定的扫描周期执行块内的[允许套筒调参与调节程序。不允许套筒阀调节]调川套筒阀调节模块2(1)格栅间、污水提升泵站控制格栅间格栅的启停控制根据格栅前后水位差值进行[结束]自动控制。当水位差超过一-定值时，格栅自动运行;水位图4套筒阀调节控制框图,差降低到某设定值时，格栅自动停止。污水提升泵站设有三台潜水轴流泵,其中一台备用。(4)剩余污泥泵站当泵站内水位达0.85m时，启动两台水泵，当水位降到-0.剩余污泥泵站安装有两台潜水排污泵，用来控制剩2m时，停止一台泵，当水位降到- 1.3m时，水泵全部停止。余污泥泵站水位。当泵停止30^ 60秒后,开启电磁阀,对泵当泵站出水侧水位超过8.3m时,也应停止- -台水泵，当出进行冲洗，冲洗时间可调。水侧水位继续上升到8.6m时,切断水泵电源,泵站停止工(5)二沉池乍。总出水管阀门的启闭由中控室根据嘉陵江龙凤溪水(2)曝气沉砂池位进行控制，当水位过高，出水阀关闭，以防洪水倒灌,城沉砂池分两格，并联运行,每格沉砂池有--个沉砂市污水在沉砂池前用污水泵提升通过超越管排入龙凤溪，斗，沉积砂每隔两天定时用抽砂泵抽至砂水分离器，砂水当水位下降后，出水阀门由中控室据实际情况控制开启，分离器与抽砂泵同时工作，工作时间可调。污水厂恢复正常工作。(3)回流污泥泵站(6)氧化沟活性污泥回流系统有三台潜水轴流泵，两用一备。 水本工程氧化沟分两组，分为南、北氧化沟，每组氧化泵启动的台数按泵站出水侧水位和吸水侧水位而定，在程沟 设倒伞型表面曝气机三台，其中两台恒速,一台采用变序中由泵启停控制程序段控制(控制框图如图3所示),当频中国煤化工气值， 当通过变频调速曝不能通过水泵控制水位和氧化沟污泥浓度达到工艺要求时，可通过恒速曝气机值时，可通过套简阀进行调节,由程序中套简阀调节程序T.HCNMHG段进行控制(控制框图如图4所示)。2.3监控系统(下转第68页)6:单片机系统设计中低功耗的探讨赵贺硬件系统设计上的考虑只是为降低功耗提供了条件,(2)用硬件定时器延时的方法来编写延时程序，以减真正实施要通过软件来完成，要想实现对芯片的访问以及少CPU的运行时间完成对信号的转换都是由软件来控制的。因此,软件设计单片机应用系统设计中,可能需要延时程序，延时程中必须要考虑低功耗的问题。软件设计的基本思想就是尽序的设计有两种方法:软件循环延时和硬件定时器延时。量缩短MCU的运行时间，让MCU能大部分时间处于休眠状为了降低功耗,尽量使用硬件定时器延时。在进入待机模态，系统的各个部分在需要的时候再让其运行，这样可以式时，CPU停止工作，定时器仍然在工作,但是定时器的功大大降低功耗。实践证明采用以下软件措施对减少系统功耗可以很低，一旦定时器延时时间到，通过中断方式使耗是有利的:CPU退出待机方式，系统开始运行。通过定时器延时，降低(1)用中断驱动方式进行软件设计功耗的同时也提高了程序的效率。整个系统软件设计成处理多个事件，在系统上电初(3)应减少对外存的访问次数始化时，主程序只进行系统的初始化，包括寄存器、外部在程序设计当中应多使用寄存器变量，多使用内部设备等,初始化完成后，系统进入低功耗状态,然后MCU控的cache。制的设备都接到中断输入端上。当外部设备发生了一一个事(4)在进行复杂运算时，尽量通过查表方式来完成件,产生中断信号,中断信号可以使MCU退出节电状态,进对于复杂运算的执行，会占据系统更多的时序响应，入事件处理状态，事件处理完成后，继续进入节电状态。减少了休眠时间。在精度允许的情况下，使用简单函数代软件流程如图2所示。替复杂函数作近似，也是减少功耗的一种方法。 在运算时开始采用查表方式,用大容量的表格替代现场计算，会让MCU有更多的休眠时间。香力所外建设名↓寄存器、定时器等切始化心| 保护寄存器5结论进入低功耗状态本文从理论和实践上针对单片机系统设计中的低功(如休眠等执行中断服务耗问题进行了一些分析和讨论，在实际应用中，要综合考虑系统硬件设计和软件设计，结合具体的应用场合，选择| 恢复寄存器进入循环合适的低功耗设计方案,达到降低整个系统功耗的目的。结東结束参考文献(a)主程序(b)中断服务程序1阁 石数字电子技术基础[M].北京:高等教育出版社, 2006图2软件流程图陈萌萌，邵贝贝单片机系统的低功耗设计策略[J].单片机与嵌入式系统, 2006, 3(.上接第63页)工艺流程图中的剖面图主要功能为:模拟量及各设.监控系统以中央控制室为核心,采用西门子WINCC软备状态的动态显示。平面图主要功能为:设备状态的动态件,充分利用其图形界面功能，报警、报表、趋势等功能，显示，操作(功能)按钮。实现对格栅、泵、刮泥机、搅拌器、鼓风机、脱泥机、阀门等工艺设备的控制和管理，为生产提供人机界面。中央控3结束语制室随时监视整个污水厂的运行状态，显示各种检测值及现在，城市污水处理对自控水平的要求越来越高，先参数,以图形形式显示现行及历史值,给出各种临界提示进的自控技术日益应用于污水处理中, PLC技术在污水处和错误，越限报警，显示及打印分析报表。理中的应用已非常成熟。本系统现已投入使用，运行情况用户画面分为3类,第一类:工艺流程图(剖面图、平良好从而十十担高了浜水外理的自动化控制水平和管理面图);第二类:回路控制图，实时数据表:第三类:趋势水中国煤化工好的社会效益和经济效图、报警总览、报表。益CNMHG68