污水处理工程自动控制系统的设计与实现

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1、污水处理工程自动控制系统的设计与实现[摘要]近年来，随着政府对基础建设与环境保护的重视，城镇污水处理工程得到了极大的发展。如何提高污水处理设施的功能、效率与管理水平成为工程技术人员、运行管理人员及政府决策部门关注的重要问题。因此，设计一套适合污水控制工程的自动控制系统，使污水处理能按照最佳设计方案实施，是十分必要的。笔者结合自身工作经验，对污水处理工程自动控制系统的设计与实现进行了探讨，希望能对相关人员有所帮助。[关键词]污水处理工程自动控制系统设计与实现　　污水处理是指将污水中的污染物质分离并去除，使有害物质转

2、化为稳定的无害物质，从而使水得到净化，使资源得以更加充分的被利用。随着我国城市建设与现代工业的发展，水污染与水短缺越来越严重，而传统的人工控制污水处理常常导致泵机组磨损严重，甚至污水外溢，严重影响正常生产与生态环境。对污水处理过程进行智能化控制，使机组始终处于最佳状态，保证正常生产，保护生态环境成为污水处理的迫切需求。　　一、污水处理工序流程　　以某污水处理厂为例。该污水处理厂工程设计污水处理量为30万吨/天，总变化系数。工业废水约占55%，生活污水可占45%，采用A2/O工艺，工序流程如下图所示：　　二、污水处

3、理过程自动控制系统　　采用PLC+PC监控方式，将仪表测控系统、电气控制系统、PLC系统相结合，三电合一。有一个中央控制室与4个PLC现场控制站，多个I/O分站，采用光纤、以太网交换机、Profibus-DP总线等连接，形成工业以太网系统。　　该系统分为管理层、控制层与执行层，实现污水处理的数据采集、显示，过程控制、报警，历史记录，数据查询等功能。操作方式有就地控制、自动控制与集中手动三种。　　1.中央控制室　　中央控制室配置两台计算机操作员站与1台打印机，连接以太网系统。两台计算机操作员站组成双机热备，一台正常

4、监控，一台备用。操作员站有以下功能：　　1）显示系统设备的运行状态，存储并显示工序流程的相关参数及其运行趋势，以及历史记录与历史数据。　　2）打印处理工艺流程控制的日报表、月报表、参数报表及报警记录。　　3）实现控制室集中操作――屏幕上设有设备的选择、启动、停止等操作选项。　　4）设有报警优先级管理，任何异常情况均在屏幕上显示。　　5）进行编程、组态与修改，装有功能丰富的组态软件，可直观进行组态、编程、设定和管理网络系统。　　两台计算机均可提供数据采集与处理，流程控制与报警及打印报表等功能。图形界面包括主画面与各

5、工艺流程、报表、参数、报警等分画面。主画面包括所有厂房、设备与管道流向，以不同颜色、形状表示。分画面显示各工艺流程的具体参数及测量值。在线过程参数实时监测，COD、TN、TP、NH4-N等分析仪每2小时检测一次数据。　　控制站　　近年来，国家对污水处理监控的要求更加严格，从监控进出口指标提高到全面监控，污水处理也不再是以开关量为主，而是增加了大量模拟量和数据通讯控制。PLC系统对这些模拟量和通讯数据进行实时采集分析，再传输到中控室管理系统。不仅实现了污水处理系统运行情况的实时监控，也为设备自动化运行提供重要条件。

6、　　在本工程的设计中，有4个PLC现场控制站，5个I/O分站，PLC现场控制站与I/O分站通过总线相连接。按照如下方式对现场控制站进行划分：　　①.PLC1――进水泵房　　在进水泵房自动控制过程当中，需要通过监控的方式完成对以下操作单元的自动控制工作：进水井；细格栅、以及旋流沉淀池反应装置；预曝气池以及水解酸化池反应单元；进水仪表间。在该现场控制站当中配有3个I/O分站，1-1*I/O分站设于沉砂池，控制沉砂池上的设备，1-2*I/O分站设于预曝气池，控制预曝气池与初沉池，1-3*I/O分站设水解酸化池，控制进水

7、、进气阀门。　　②.PLC2――鼓风机房配电间　　在鼓风机房配电间的自动控制过程当中，需要通过监控的方式完成对以下操作单元的自动控制工作：生化反应池；鼓风机房；污泥泵房；二次沉淀池。该现场控制站设有PLC操作员终端，可监视并控制PLC运行与显示状态，并设有报警功能。PLC工作方式采用循环法，每个周期扫描一次输入端口，读取输入模拟量与数字量，存储到指定的存储单元。　　③.PLC3――排海泵房　　在排海泵房的自动控制过程当中，需要通过监控的方式完成对以下操作单元的自动控制工作：排海泵房；雨水泵房。　　④.PLC4――

8、脱水机房　　在脱水机房的自动控制过程当中，需要通过监控的方式完成对以下操作单元的自动控制工作：储泥池；污泥浓缩池反应装置；脱水机房。该现场控制站当中配有两个I/O分站，3-1*I/O分站设于污泥浓缩池，控制排泥系统，3-2*I/O分站设于脱水机房，控制离心机、加药系统等运行。　　3.现场测量仪表　　主要测量与分析仪表包括电磁流量计、超声波液位计、pH计、超声波液位差计、污