PLC在污水厂中的应用

摘要在分析污水厂的系统布置和组成基础上，探讨了PLC控制流程，通过PLC站点进行合理分配，说明了20000 t/d污水厂自控系统的有效性。

关键词污水厂；自控系统；PLC控制

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）12-0070-01

其中，A20工艺则为污水厂中所采取的污水处理，组成的四个部分包括生化处理、机械预处理、污泥处理、消毒等。生化处理设施中四大部分；对于机械预处理来说，其主要设备包括调节池、进水泵池、细格栅、粗格栅等；污泥处理设施则有污泥脱水机房、污泥储存池等；排放井和消毒池则是消毒设施[1]。在整个厂区中，其中总有22台溶氧仪、液位仪等监测仪器，共有82台鼓风机、水泵等设备。布置分散、设备繁多及工艺负责则是此厂的污水处理特点，这样只有通过建立满足工艺特点和工艺流程需要的自控系统，才能保证污水处理质量以及系统的可靠运行，另外还应该考虑一定的远期扩展性。经过分析，为了满足污水厂自动控制的需求，这里采取光纤以太网通信的57-300PLC系统。

1系统组成结构设置

在依据污水厂工艺布局的特点基础上， 变电站则设置在鼓风机房附近，并且配有值班室、低压配电室以及高压配电室，另有马达控制中心，分控式则在生化处理区进行设置，也配有相应的马达控制中心。

S7-300PLC主站则在鼓风机房、变配电间的主控室和分控室各自设立一套，为了使得电气控制系统和PLC系统的通信电缆数量尽量减少，应该应用就近采集设备运行信号的原则，这样还能有效使得通信电缆距离过长引起的强电信号干扰问题有所减轻。SCADA系统则设立在综合楼中控室内，其主要功能则包括监控以及污水厂各工艺流程段的集中操作等。

其中，加药、消毒、污泥处理部分设备的信号采集与控制工作则是由 1#PLC站完成，预处理、生化处理部分设备信号采集控制工作则是由2#PLC完成。对于相关模拟量仪表信号，包括COD、电磁流量计、液位仪、溶氧仪等信号的采集来说，各段所负责的各工艺进行完成，同时，还能有效进行控制变频设备则是由输出模拟量信号而实现。

一套PLC控制柜在每个PLC站而进行配置，其中都内置有UPS，为了能够保证PLC系统的可靠运行，应该采取相应的接地、防雷、电源隔离等措施。

2控制流程分析

就地控制箱现场控制和采用PLC自动控制则是在污水处理厂中主要采用电气设备两种方式。其中，手动/自动转换开关在MCC或现场控制箱上设置，最高优先权则是在就地手动操作中配备；对于PLC可以进行预先的程序编制，能够在相应的自控位置实现开关的转换动作，在这样的情况下，就能够使得电气设备的故障信号和运行状况通过PLC而送到相关的中央控制室[2]。在经过PLC采集全部模拟量信号之后，然后可以传递到中央控制室而进行监测。

1）调节池。在调节池中，具有1台液位计，3台潜水泵（其中1台备用）。水泵运转台数则是由PLC根据泵池水位进行相关控制，在一定的要求下，还能满足对于自动轮换水泵的工作要求，在调整每台水泵运行时间的基础上，能够有效满足水泵运行时间均等的要求，为了防止出现水泵干运转的情况，这里设置上、下限报警。

2）细格栅站。2台细格栅、螺旋输送机设置在细格栅站中，和粗格栅控制方式相似，能够通过PLC按时间进行一定的控制，满足在实际生产过程中，对于粗格栅螺旋输送机的联锁以及开停机方面的要求。其中，螺旋输送机一细格栅则是联动的顺序，而存在相反的停止顺序，螺旋输送保持在30~60s，尽管在细格栅最后一次循环后。

3）粗格栅及提升泵房。其中，1台螺旋输送机，2台粗格栅，根据一定的时间间隔，PLC可以进行自动控制格栅运行，螺旋输送机则可以把栅渣进行运走，这就需要通过粗格栅和螺旋输送机的联动作用，其中，螺旋输送机一粗格栅则是联动顺序，而存在相反的关机顺序。水泵带有变频调节装置1台，潜水泵4台（1台备用）则是设置在进水泵房中，并设置有1台液位计。水泵运转台数的自动调节则是通过变频自动的作用，能够使得PLC根据泵池水位进行，根据每台水泵的运行时间，满足水泵运行时间均等的要求，为了防止出现水泵干运转的情况，这里设置上、下限报警。

4）关于生化反应池及曝气鼓风机控制分析。在在曝气池内设置2台内回流泵，为了能够使得搅拌器在实际运行过程中具有连续运行的工作能力，则把6台搅拌器分别设置在一座厌氧区和缺氧区中。另外，MLSS仪1台、溶解氧测定仪2台在曝气池中设置。相应的阀门的开度的调节则是通过曝气池中溶氧仪测定值进行，能够有效控制好给定范围内的溶氧值。把压力变送器和空气流量计设置在鼓风机出气总管上。要保持总管压力恒定，应该通过鼓风机的导叶片的合理调节。

5）回流、剩余污泥泵。在参考相关的曝气池的MLSS调整比例系数，根据一定的比例回流和进水流量来看，调正设定值能够方便在监控管理计算机上进行，使得泵运行台数得以确定，能够使得自动转换参与运行的回流污泥泵成为可能，保证均等的运行时间。PLC根据时间能对于剩余的污泥泵进行控制开停，在一定的时间间隔下，每天所产的剩余污泥能够在储泥池中进行排放。

6）脱水机房。进泥螺杆泵2台，带式浓缩脱水机2台。充分考虑实际设备的运行情况，在一定的要求下则应该进行人工启动脱水系统，也能够定时进行自动启动系统。其中，现场控制箱2个在脱水机房中，能够对于加药系统1套和脱水机系统2套进行自动控制，尽管每套系统都自有体系，但是，其也存在一定的联锁关系。在实际运行过程中，启动顺序则是一个需要特别注意的问题，一般的启动顺序则包括皮带输送机-脱水机系统-加药系统-打开泥泵等的启动顺利，但是，需要注意，停机的顺序则是应该完全相反。对于运行过程中的发生故障的设备来说，对于达到设定低液位的储泥池液位来说，则应该进行按照顺序的设备停机。

7）加药控制。在1#，2#沉淀池进水位置设置加药点，加药泵、搅拌器等设备的供电中所涉及到的提供设备的运行状态信号，这些都是通过系统配备的现场控制箱所完成，其中设置计量泵带变频2台（1台备用）。在自动运行状态下，对于PLC进一定的预先编程处理进行药的投加操作，参考总进水量一半的相关信号，这样就是使得加药数量基本确定，另外，根据出水水质信号的反馈，能够对于投药量进行修正。

3结束语

本污水厂能够对于PLC站点进行合理分配，基于实际情况，对于20000 t/d污水厂自控系统进行有效设计，通过微机优化控制，能够有效使得市场使用费用得以节省，污水处理成本有所降低，具有一定的推广前景。

参考文献

[1]姚斌，蔡芝斌，丁媛媛，等.绍兴污水厂三期自控系统的优化与改造[J].中国给水排水，2012，28（24）.

[2]张晓燕，冯国良，李璐，等.基于PLC的精确曝气控制在污水厂的研究与应用[J].自动化仪表，2013，34（1）.