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腾博会最新官网在污水处理厂的应用实例分析

编辑: 来源: 发布时间:2017-08-19 12:39:49

摘 要:目前,中国在污水处理自动化控制系统方面,水平普遍低于世界标准。本文主要论述了污水处理的基本概念以及污水处理的主要方式,通过先容污水处理技术的应用实例,分析污水处理技术在实际生产中产生的效益及应用方面的前景。

引言
        随着中国工业化和城市化的发展,工业和生活的污水处理显得十分重要,而污水处理系统则为重中之重。长久以来,污水处理技术虽然经过了快速发展,但仍然滞后于工厂和城市发展的需要,污水处理率低下、设备运转效率低等严重地影响了城市发展。污水处理系统的主要功能就是要完成对污水的净化作用,将工业和生活中排除的污水通过该系统处理后,输出符合国家标准的水质。为实现污水处理技术的高效、简易、低能耗的功能,且实现自动化的控制过程,使用液位计作为核心控制器是个行之有效的方案。

        腾博会最新官网作为污水处理系统的中枢神经,使设计和使用过程变得更加简便,实现的功能更多。由于液位计的CPU有着强大的通信能力,使污水处理系统的数据传输与通信变得更加快捷,并且也可实现远程监控。通过与其他人机界面的通信可完成对液位计控制系统的监视,同时也可以用户操作控制界面控制液位计系统。

1 污水处理系统的发展进程
        控制系统在早期多采用继电器——接触器控制系统,随着电子技术的高速发展,对控制系统要求的不断提高,这些控制方法已不能满足现代化污水处理系统的控制要求。因此,已经被逐渐淘汰,取而代之的是DCS、现场总线控制、液位计等控制方案[1]。

腾博会最新官网的主要特点有:
        ◆ 使用灵活、通用性强。
        ◆ 可靠性高、抗干扰能力强。
        ◆ 接口简单、维护方便。
        ◆ 体积小、功耗小、性价比高。
        ◆ 编程简单、容易掌握。
        ◆ 设计、施工、调试周期短。
        使用腾博会最新官网作为控制器的污水处理系统主要涉及两个方面:一是采集信号输入;二是控制信号输出。

2 系统概述
2.1 控制系统流程图[2]

 控制系统流程图

2.2 系统组成部分
2.2.1 粗细格栅
        粗格栅是用于截流污水中的较大漂浮物,防止提升泵的阻塞,减轻后续处理的负荷;而细格栅是为了进一步去除掉污水中的细小悬浮物[3]。

2.2.2 提升泵
        提升泵是为了将已通过了粗格栅的污水经过细格栅达到最高点,以满足后续处理的水力要求。
2.2.3 曝气沉砂池
        曝气沉砂池主要是为了去除污水中的惰性无机物和有机物等较重物质,为后续处理做准备。
2.2.4 反应池
        反应池包括氧化沟和消毒池,是整个污水处理系统中的核心单元。腾博会最新官网通过液位计、温度传感器、液位传感器,以及PH计等传感器的信号变化,向水泵、搅拌器、鼓风机和各个阀门发出相应的信号指令,并通过水泵和搅拌器的启/停来实现反应池中污水处理的自动控制。

2.2.5 二沉池
        二沉池的主要作用是使处理后的污水与污泥分离,使混合液澄清、浓缩和回流活性污泥。

逻辑图-02

        整套污水处理系统由多个监控点组成,包括泵运行状态、液位、浊度、PH值、溶氧等。每台设备在其现场就地按钮箱上输出有状态信号:故障、运行/停止、手动/自动;输入有启动信号。为使现场与液位计完全隔离,腾博会最新官网所有数字量与就地按钮箱之间加有继电器隔离,所有输出信号由液位计下位机程序或上位机指令控制。

        系统被分为手动操作和自动操作,手动操作是为了在设备调试和维护时使用,系统平时以自动操作方式为主。各个水泵、搅拌器等设备的启/停、主备用切换都由液位计中的程序自动生成,无需操作人员干预。现场设备的运行信号通过腾博会最新官网的上位机显示,从而实现全场设备运行的全面控制。

3 腾博会最新官网的选择
        系统在腾博会最新官网硬件方面,下位机主要采用西门子的S-300系列的腾博会最新官网,操作站采用DELL系列的计算机。这两大国际品牌的组合在稳定性方面,恶劣环境下都有不俗的表现。这样就为整个系统的可靠性打下了坚固的基础。在App方面,本系统采用了西门子STEP7与WINCC的组合,这套App在兼容性、稳定性,也有不俗的表现,是西门子官方推荐的一套App。在操作方面,系统的操作方便、画面直观、易懂、功能划分详细、易操作,使得操控人员能够在很短的时间内上手,提高工作效率[4]。

4 控制系统下位机的程序设计
        以格栅为例,格栅的运行由格栅前后的液位差来自动控制,也可由运行时间来控制。
        选择“液位差控制”方式时,当格栅前后液位差大于设定值时,格栅将自动运行,直至格栅前后液位差小于设定值时,格栅将自动停止。
        选择“时间控制”方式时,格栅将按设定的运行时间自动运行,当运行时间到时,格栅将按设定的间隔时间自动停止,当间隔时间到时,再次运行,如此反复。如图2所示为逻辑组态。

逻辑图说明:
        当格栅机被选择为自动模式、按时间模式运行,且累计运行计时时间未到,则以分钟为单位,发出运行计时脉冲信号。
        当格栅机被选择为自动模式、按时间模式运行,且累计运行计时时间已到,则以分钟为单位,发出停止计时脉冲信号。
        当格栅机在时间模式运行时,累计运行计时,当累计运行计时与运行时间设定值相等时,格栅机停止运行。
        当格栅机在时间模式停止时,累计停止计时,当累计停止计时与停止时间设定值相等时,格栅机启动。

 符号信息表-1

        提升泵的运行由液位信号来控制,当实际液位高于液位下限低于上限时,1号提升泵启动,进行排水;当水位高于液位上限时,2号提升泵启动,此时两个水泵同时工作。当水位低于液位上限高于下限时,2号提升泵停止;当水位低于液位下限时,1号提升泵停止工作,此时两个水泵同时停止,重新往池中注水。1号提升泵和2号提升泵为变频泵,另有一台3号提升泵作为备用。如图3所示为逻辑组态。

5 控制系统上位机的画面设计
        流程图,即用抽象的图形画面来模拟实际的污水处理过程及其相应的设备。使用动画连接已实现模拟现场的各个设备的运行情况,特别是主要的工艺参数、以方便操作人员及时掌握现场情况,并发现问题,及时解决问题,也为生产指挥和管理提供了极大的方便,实现了远程控制,提高了生产管理效率。运行和调试则是用西门子的组态App来仿真液位计,用以提供现场的模拟数据,以确保各动态点处于正确的连接状态。以提升泵房的流程图为例,其画面中显示了在自动状态下,操作员需要设定变频器的频率。在手动状态下,操作员可对泵和阀进行运行/停止(运行为绿色,停止为红色),开/关(选择开时显示为“开命令”绿色,未选开时显示为“未选开”灰色,当点击“未选开”按钮发出开阀命令变为“开命令”按钮后,直到阀门状态为“全开”时,开命令消失,按钮变回为“未选开”按钮;选择关时显示为“关命令”红色,未选开时显示为“未选关”灰色,当点击“未选关”按钮发出关阀命令变为“关命令”按钮后,直到阀门状态为“全关”时,关命令消失,按钮变回为“未选关”按钮),主/备用(主为黄色,备为灰色)切换等操作。点击“自动”按钮,则将按照逻辑顺序运行。如图4所示。

        在参数设定页面,可对格栅的运行时间和格栅前后的液位差设定值,以及提升泵的启停液位设定值进行设置,方便操作员的操作。

6 结论
        本文以污水处理自动化控制系统设计为工程背景,主要是设计污水处理自动化控制系统,涉及到了系统的硬件设计、App设计。

        根据污水处理实际的工艺流程和设备分布,作为现场控制站的液位计硬件、App设计在较长时间内,可以实现污水处理过程的自动控制,但随着污水处理规模的不断扩大,工艺控制要求的不断提高,其常规控制将越来越不适应。同时,随着时间的推移,技术的不断更新,还需要进一步完善系统整体的性能,提高系统控制精度、可靠性及更加全面的功能。

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