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来源：职称驿站所属分类：环境科学论文 发布时间：2012-01-15浏览：35次
摘要：依据广州市龙归污水处理厂的滤池系统设计思路，探讨了PLC在污水厂滤池系统中的重要性和突显性以及它的自动控制功能
关键词：污水处理，A2/O工艺，V型滤池，自动控制PLC
1.引言
广州市龙归污水处理厂是一座设计日处理能力5万吨的中型污水厂,位于广州市白云区的中部，服务区域总面积为138.13km2,该厂采用改良A2/O工艺，自动化程度较高。污水处理的主要环节均由ＰＬＣ控制，其中滤池部分的自控系统较为复杂。本文主要介绍该厂PLC在滤池系统中的应用论文。
该厂V型滤池共设五个滤格，单池过滤面积63平方米，总过滤面积315平方米。设计滤速V=10.7m/h强制滤速V′=14.3m/h。滤池过滤及反冲洗采用自动化控制。每格滤池包括进水阀、排水阀、水冲洗阀、气冲洗阀、出水调节阀及排气电磁阀。反冲洗公共设备包括三台鼓风机（两用一备）、三台冲洗水泵（两用一备），压缩气源包括两套空气压缩机。
2、滤池的控制原理与运行过程论文
滤池控制系统包括恒水位过滤自动控制和反冲洗自动控制两部分。实现恒水位自动过滤，保持滤池良好的过滤性能，减少反冲洗次数。自动反冲洗控制减少烦琐的反冲洗的过程，减少劳动强度，实现一步化反冲洗自动完成。
2.1滤池恒水位自动过滤控制：
滤池的恒水位控制如图1所示。
滤池液位检测仪表检测滤池过滤液位，液位信号送至现场操作台内置PLC控制控制器，通过PLC内置PID运算，给出出水调节阀开度控制量，自动调节出水阀开度，保证恒水位过滤控制。
图1滤池恒水位控制系统图
2.2滤池反冲洗自动控制：
滤池的反冲洗控制，有三种方式控制滤池的反冲洗：
第一种方式:在中央控制室通过人工命令强制PLC进入立即反冲洗。
第二种方式:根据过滤时间（过滤时间可在中央控制室修改），PLC自动反冲洗。
第三种方式:根据过滤阻塞值，PLC自动反冲洗。
2.2.1滤池反冲洗过程为：
滤池的反冲洗流程如图2所示论文
反冲洗前准备工作：进水阀门和出水阀关闭，开启排水阀，待滤池水位降至排水槽顶以下约10CM。
气冲洗阶段：相继开启两台鼓风机进行气冲洗（冲洗时间T1可设定）；
气水混合冲洗阶段：停止一台鼓风机，增开一台冲洗水泵进行气水混合冲洗（冲洗时间T2可设定）；
水冲洗阶段：停止鼓风机，增开一台水泵进行水冲洗（冲洗时间T4）；
反冲洗完成后，开启进水阀，滤池水位回升到设定水位后开启出水阀，进行自动过滤。
自动过滤每一阶段的反冲洗时间可根据反冲洗效果，由系统维护工程师在中央控制室设定。
当滤池系统同时有两格或以上满足冲洗条件时，PLC按“排序顺次”原则对各格滤池依此自动反冲洗。“排序顺次”原则为：当多格滤池同时满足反冲洗时间或满足反冲洗阻塞值时，将按照滤池阻塞值从高到低顺次进行反冲洗，但当有人工命令某格滤池反冲洗时，它的优先级将自动设为最高。
2.2.2反冲洗鼓风机开启过程：
对于3台反冲洗鼓风机（设为P1、P2、P3），将采用轮换工作方式自动运行，顺序如下：
●第一次反冲洗，开始启动P1，再启动P2；停止先停P1，再停P2。
●第二次反冲洗，开始启动P2，再启动P3；停止先停P2，再停P3。
●第三次反冲洗，开始启动P3，再启动P1；停止先停P3，再停P1。
下一次重复第一次顺序进行往复进行。
由于反冲洗鼓风机采用的是二用一备，互为备用，当在反冲洗过程中，一台鼓风机出现故障时，将自动切换到备用鼓风机。
反冲洗水泵的冲洗过程与反冲洗鼓风机相同。
图2滤池反冲洗流程图
3、滤池自动控制系统网络结构
滤池自动控制系统是全厂自动控制系统的一个分控站，滤池控制分站通过光纤以太网与其它分控站和中控室联系，将滤池分控站所有数据送至中央控制室或其它分控站，同时滤池分控站接收来自中控室和其它分控站信号和命令。
根据滤池布置的型式和设备分布情况，滤池分控站分为主站和子站，滤池主站包括滤池公共反冲洗设备控制（鼓风机、水泵、空气压缩机等），滤池每个子站负责一格滤池所有数据采集和控制。
3.1.滤池子站设计
滤池小型PLC控制系统子站主要是采集各格滤池的所有阀门的工作状态和运行参数，滤池的过滤性能参数（包括滤池过滤水位、压差值），控制各格滤池的所有阀门的开、关、停。并将各滤池的参数打包，通过MB+网送至滤池反冲洗主站，接受滤池反冲洗主站发来的的控制滤池阀门的开、关、停命令和滤池过滤、反冲洗的命令。
3.2滤池主站设计
滤池反冲洗主站主要是采集两组滤池公共反冲洗设备鼓风机、冲洗水泵及相关阀门和压缩空气系统的所有数据，采集滤前水和滤后水工艺运行参数，接收各滤池子站从MB+网送来的各滤池数据，完成整个滤池从过滤状态进入反冲洗状态至完成反冲洗全过程控制；滤池反冲洗主站还负责与其他分控站PLC控制系统和中控室系统通过光纤以太网通讯，将滤池分控站所有信息数据送到中控室计算机，并接收中控室发来的命令，还与其他分控站PLC互相交换数据。
4、滤池间主要监视的内容
●反冲洗水泵的运行状态（手动、自动、运行、停止、故障）
●鼓风机的运行状态（手动、自动、运行、停止、故障）
●反冲水泵和鼓风机运行状态（手动、自动、开、关、停、故障）
●压缩机的工作状态（运行、停止、故障）
●滤池的工作状态（现场、中控人工、自动、过滤、停止、反冲洗、等待反冲洗、故障）
●滤池气动蝶阀运行状态（开、关）
●滤池排气电磁阀运行状态（开、关）
●悬浮浓度计参数：进水总管、每格滤池出水、出水总管悬浮浓度
●滤池水位、堵塞值、过滤时间
●反冲洗水总管、鼓风机气总管及压缩空气总管压力
5、滤池自动控制软件技术要求
滤池自动控制软件PLC、HMI程序的编制、监控组态软件画面、报警、报表的组态生成，与厂区自控系统网络接口软件编制等在内的全部自动控制系统软件的开发和调试。
监控画面包括滤池工艺流程图、滤池平面布置图、滤池单体结构图。
图2滤池自控系统软件界面图
6、结束语
目前，该系统已经在广州市龙归污水处理厂V型滤池运行了2年多，控制系统能够可靠、准确地完成控制操作，实时监测和记录过程运行状况，并且能对现场出现的各种突发事件及时做出响应，取得了良好的效果。此外，该系统在节能减耗、减少维修开支等方面也作出了一定的贡献。
参考文献
[1]岳庆来.变频器.可编程序控制器及触摸屏综合应用技术.[M].北京.机械工业出版社.2006
[2]何衍庆.常用PLC应用手册.[M].北京电子工业出版社.2008
《PLC在污水厂滤池系统中的应用之环境科技论文》
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文章名称： PLC在污水厂滤池系统中的应用之环境科技论文
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