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水是人類(lèi)生活和國民經(jīng)濟發(fā)展的不可或缺的重要部分。隨著(zhù)現代化社會(huì )的發(fā)展，水污染成為阻礙社會(huì )發(fā)展的重要問(wèn)題。其中，工業(yè)水污染問(wèn)題尤為嚴重。工業(yè)廢水具有污染物種類(lèi)多、成分復雜、化學(xué)需氧量(COD)濃度高、可生化性差、毒害性大等特點(diǎn)。如果不對其進(jìn)行有效的綜合治理，必將造成嚴重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，危害人類(lèi)健康，阻礙經(jīng)濟的可持續發(fā)展。早期的工業(yè)污水處理進(jìn)出水切換復雜，控制設備多，非常不便于運行與管理，限制了其發(fā)展。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機和自動(dòng)控制技術(shù)的加入，污水處理問(wèn)題迎刃而解。康卓科技設計了一種基于PLC的遠程監控系統，對污水處理過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制和遠程監控，大大提高了污水處理系統的工作效率和穩定性。

 

 

 

一、污水處理工藝流程及系統構成

目前，污水處理的主導工藝有AB法與SBR法。本文中的污水處理選用SBR法，是序批式活性污泥法的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種連續進(jìn)水、間歇曝氣、間歇排水的工藝。它的原理是通過(guò)微生物的活動(dòng)來(lái)凈化污水。

污水通過(guò)主管道進(jìn)入格柵間，通過(guò)粗格柵將體積較大的固體物過(guò)濾，再通過(guò)細格柵將體積較小的固體物進(jìn)一步過(guò)濾。適時(shí)開(kāi)啟柵渣壓榨輸送一體機將過(guò)濾出的固體堆積物進(jìn)行壓榨并外運。經(jīng)過(guò)預處理后，通過(guò)大型潛水泵將污水輸送至調節池，等待下一步處理。污水進(jìn)入調節池后，通過(guò)提升泵，將污水輸送至沉砂池進(jìn)行砂水分離，污水進(jìn)入SBR池。適時(shí)將砂水分離器分離出的干砂外運，清液回流至調節池。SBR反應池為整個(gè)工藝的核心，處理周期由進(jìn)水、反應(曝氣)、攪拌、閑置和潷水5個(gè)過(guò)程組成，反應期間要保證一定的曝氣量，需要的活性污泥一般情況下為定量，剩余污泥則排向污泥池。凈化后的水在上層由潷水器潷出，加氯消毒后排入自然水體。污泥池的污泥經(jīng)脫水后外運，進(jìn)行再處理或掩埋。

 

 

根據污水處理廠(chǎng)的生產(chǎn)工藝，將整個(gè)污水處理過(guò)程分成3個(gè)模塊：

 

1)污水雜物的去除及預處理。 

 

2)SBR池中進(jìn)行污水的物理化學(xué)反應及水與污泥的分離。

 

3)水的消毒及污泥處理。

 

遠程監控系統采用分布式控制系統結構，由上位機、下位機和現場(chǎng)儀表設備構成，實(shí)現實(shí)時(shí)數據采集和自動(dòng)控制的功能。監控中心控制室設立兩臺上位機、一臺打印機。下位機設立3個(gè)PLC控制站，即1#PLC站、2#PLC站和3#PLC站分別用于各不同處理過(guò)程的控制。PLC選用西門(mén)子S7-200系列，上、下位機通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)交換機組成以太網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行通訊。該系統具有極高的性能/價(jià)格比。

 

 

二、PLC控制系統下位機設計

 

2.1 1#PLC控制站設計

 

1#PLC控制站是污水處理的第一步。PLC連接超聲波液位計、孔板流量計、壓力變送器及溫度變送器作為模擬量輸入信號，粗細格柵機、柵渣壓榨輸送一體機及潛水泵的運行狀態(tài)作為數字量輸入信號。通過(guò)超聲波液位計檢測的污水液位，液位達到高限值時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)潛水泵將污水輸送至下一處理工藝段；液位達到低限值時(shí)自動(dòng)停止潛水泵的運行，防止干燒。液位的高、低限值可在上位機實(shí)時(shí)在線(xiàn)修改。各電氣設備均設手動(dòng)、自動(dòng)兩種運行模式，可根據實(shí)際運行需要進(jìn)行選擇。流量計用以計量污水進(jìn)水量。

 

2.2 2#PLC控制站設計

 

2#PLC控制站是整個(gè)污水處理過(guò)程中較重要的一環(huán)。主要連接檢測儀表有pH計、溶解氧監測儀、污泥濃度儀等分析儀表及超聲波液位計、溫度變送器、壓力變送器等儀表作為模擬量輸入信號。主要電氣設備有攪拌機、曝氣機、潷水器、砂水分離器、排砂泵、提升泵等，其中各設備運行狀態(tài)作為數字量輸入信號，數字量輸出信號用于控制各設備的啟動(dòng)/停止。提升泵控制原理與1#PLC控制站中潛水泵控制原理相同，均為通過(guò)液位值自動(dòng)控制。攪拌機、曝氣機、潷水器為循環(huán)順序控制，攪拌機啟動(dòng)相應的設定時(shí)間后，閑置一段時(shí)間，然后曝氣機啟動(dòng)相應的設定時(shí)間，閑置一段時(shí)間后，攪拌機再次啟動(dòng)，當循環(huán)運行次數達到設定次數時(shí)，開(kāi)啟潷水器，將清水排出。設備運行時(shí)間、閑置時(shí)間、循環(huán)運行次數等參數均可在上位機實(shí)時(shí)在線(xiàn)修改。

 

 

2.3 3#PLC控制站設計

 

3#PLC控制站是污水處理過(guò)程工藝的尾段。主要負責控制二氧化氯消毒機、排泥泵等電氣設備。連接余氯監測儀作為模擬量輸入信號，實(shí)時(shí)監測消毒后清水中的余氯指標，以滿(mǎn)足排放標準。連接污泥界面儀作為模擬量輸入信號，實(shí)時(shí)監測污泥池中污泥界面高度，達到設定高度時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)排泥泵，將污泥外排，低于設定高度時(shí)，停止排泥泵。

 

三、 監控中心的設計

 

監控中心設上位機兩臺作為操作員站(其中一臺兼工程師站)，打印機一臺用于打印歷史趨勢、運行報表等。軟件采用西門(mén)子Wincc上位機軟件，與下位機通訊簡(jiǎn)單，組態(tài)方便。

 

主監控系統界面將工藝流程、儀表數據顯示、流量累計、自動(dòng)運行參數設定、設備運行狀態(tài)反饋及各設備控制功能集中顯示，非常便于操作員對現場(chǎng)運行狀態(tài)的觀(guān)察和控制。各設備均設手動(dòng)、自動(dòng)兩種運行模式，可根據實(shí)際運行情況投入自動(dòng)運行。對反應池中的曝氣、攪拌、閑置等過(guò)程可進(jìn)行自動(dòng)運行時(shí)間及運行次數的設定，并可往復循環(huán)運行。另外，監控系統集歷史趨勢查詢(xún)、操作記錄查詢(xún)、報警記錄查詢(xún)、運行報表查詢(xún)等功能與一體，并可通過(guò)中控室設立的打印機實(shí)時(shí)打印。

 

該系統主要特點(diǎn)為：

 

1)各潛水泵、提升泵可根據液位自動(dòng)啟停；各泵可根據運行時(shí)間優(yōu)先啟動(dòng)運行時(shí)間相對較少的泵，避免長(cháng)期運行某泵導致磨損過(guò)大。

 

2)曝氣時(shí)間、曝氣間隔時(shí)間、攪拌時(shí)間、攪拌間隔時(shí)間、循環(huán)運行次數等參數均可根據實(shí)際運行情況在監控畫(huà)面實(shí)時(shí)調整，方便用戶(hù)對于污水處理過(guò)程的控制，可實(shí)現無(wú)人值守，節省了大量人力及運行成本。

 

 

三、通訊網(wǎng)絡(luò )的設計

 

通訊網(wǎng)絡(luò )是上位機監控系統和下位機PLC控制系統的連通介質(zhì)，其穩定性和實(shí)效性直接決定了整個(gè)系統的運行狀況好控制功能。本文設計的通訊網(wǎng)絡(luò )以Ethernet/IP協(xié)議為基礎。利用光纖將分布式PLC和上位機連接，在中控室設立以太網(wǎng)交換機，組成以太網(wǎng)絡(luò )，確保通訊的穩定和實(shí)效性。同時(shí)，由于采用光纖以太網(wǎng)通訊，將各PLC分布在相應的工藝區域，使得儀表、電氣等設備的連接電纜長(cháng)度大大減少，節省了大量施工成本。

通訊網(wǎng)絡(luò )除以太網(wǎng)外，還對外開(kāi)放Modbus通訊接口，可通過(guò)RS485通訊協(xié)議方便擴展連接第三方設備，系統的擴展性、可兼容性大大提高。

系統預留GPRS無(wú)線(xiàn)通訊模塊，方便將運行數據實(shí)時(shí)無(wú)線(xiàn)上傳到環(huán)保部門(mén)的監控中心。

 

 

四、康卓科技污水廠(chǎng)遠程監控系統

污水廠(chǎng)遠程監控系統自投入運行以來(lái)，由于采用基于PLC的遠程監控系統，整個(gè)污水處理系統運行平穩，故障率極低，自動(dòng)化程度高，操作靈活簡(jiǎn)便，基本實(shí)現了無(wú)人職守運行，為企業(yè)節省了大量運行成本。

 

五、污水廠(chǎng)遠程監控系統項目案例：廣西省桂林市興安縣城北污水處理廠(chǎng)

 

 

五、污水廠(chǎng)遠程監控系統服務(wù)與訂購

污水廠(chǎng)遠程監控系統自售出起在使用過(guò)程中如需技術(shù)幫助，公司設立了營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)的專(zhuān)業(yè)客服，免費為用戶(hù)提供售前、售中、售后的技術(shù)咨詢(xún)和安裝調試指導，解決用戶(hù)提出的問(wèn)題。

24小時(shí)咨詢(xún)熱線(xiàn)：025-86666104