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基于plc污水处理系统

发布时间:2020-03-16 网址:www.braismartinez.com

基于plc污水处理系统

1、污水处理的国内现状

经过“七五”、“八五”和“九五”期间的努力,我国在污水处理技术方面取得了较大的成就。目前在水污染治理技术上,我国已能提供下列工艺技术传统活性污泥法技术、各种新型活性污泥工艺如:SBR法和氧化沟技术等、酸化水解好氧技术和多种类型的稳定塘技术等,这些污水治理技术已经在水体污染、改善水体环境方面发挥了突出的作用,标志着我国污水处理事业发展到了一个崭新的阶段。现阶段,我国污水处理的工作重点已经从工艺技术的研究转移到具体项目的实施。

2、常用的污水处理工艺

不同的污水处理对象,不同的污水处理环境,将需要有不同的污水处理工艺来处理。因此,在选择污水处理工艺的时候必需要认真考虑当地污水的情况,以及实际的污水处理的环境。

污水处理的方法主要有物理、化学、物理化学,以及生物等几种。这些方法根据实际情况,可以单一使用,也可以针对不同的污水混合使用。目前,污水处理的方法一般以生物处理法为主,辅以物理处理法和化学处理法。常用的污水处理工艺有以下几种。

(1)传统活性污泥法。

(2)A2/O法。

(3)SBR法。

3、污水处理系统控制形式

早期的控制系统多采用继电器——接触器控制系统,但随着电子技术的飞速发展,控制要求的不断提高,该类控制方法已不能满足现代污水处理系统的控制要求,因此已逐渐被淘汰,取而代之的是DCS、现场总线控制、PLC等控制方。

PLC是可编程逻辑控制器的简称,用它作为处理系统的控制器,实现控制系统的功能要求,也可利用计算机作为其上位机,通过网络连接PLC,对生产过程进行实时监控,其特点如下:编程方便,开发周期短,维护容易。通用性强,使用方便。控制功能强。模块化结构,扩展能力强。

4、污水处理系统的功能要求

污水处理系统的主要功能是完成对城市污水的净化的作用,将城市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。长期以来,污水处理技术虽然经过了迅速发展,但仍滞后于城市发展的需要,污水处理率低、设备运转率低等极大地影响了城市发展。为实现污水处理技术的简易、高效、低能耗的功能,并且实现自动化的控制过程,采用PLC作为核心控制器是个较好的方案。

PLC作为污水处理系统的控制系统使得设计过程变得更加简单,可实现的功能变得更多。与各类人机界面的通信可完成PLC控制系统的监视,同时使用户可通过操作界面功能控制PLC系统。由于PLC的CPU强大的网络通信能力,使得污水处理系统的数据传输与通信变得可能,并且也可实现其远程监控。

5、信号控制

利用PLC作为控制器的污水处理系统主要涉及两个方面:一是信号输入;二是控制输出信号。

5.1信号输入

污水处理系统信号输入检测方面主要涉及四类信号的监测,主要包括:按钮的输入检测、液位差的输入检测、液位高低的输入检测,以及曝气池中含氧量的输入检测。

(1)按钮输入检测。大多数为人工方式控制的输入检测,主要有自动按钮、手动按钮、格栅机启动按钮、清污机启动按钮、潜水泵启动按钮、潜水搅拌机启动按钮、污泥回流泵按钮、曝气机工频、变频按钮,以及变频加速减速按钮等。

(2)液位差输入检测。检测粗细格栅两侧液位差,用来控制清污机的启动与停止。

(3)液位高低输入检测。检测进水泵房和污泥回流泵房中液位的高低,用来控制潜水泵或污泥回流泵的启动和停止,以及投入运行的潜水泵的数量。

(4)含氧量输入检测。以上三种都为数字量输入,该输入为模拟量输入。曝气过程是污水处理系统中最重要的环节,为了保证微生物所需要的氧气,必须检测污水中的含氧量,并通过曝气机增加或减少其含氧量。通过将溶解氧仪设置在适当位置上,将检测值反馈到PLC中,通过运算输出控制曝气机的转速信号。当溶解氧值偏低时,降低了微生物分解的效果,延长了处理时间,严重时甚至导致处理失效,因此需要增加曝气机转速以增加供氧量;当溶解氧值偏高时,导致微生物过氧化,降低了其活性,也不利于处理,因此减小曝气机转速以减少供氧量,最终使污水中的溶解氧保持在一定的范围内。

5.2控制输出信号

信号输出部分主要包括两个方面:一个是数字量输出,即各类设备的接触器;另外一个是模拟量输出,用来控制曝气机变频器。

(1)数字量输出。控制各类设备的启动和停止,包括:格栅机启停、清污机启停、潜水泵启停、潜水搅拌器启停、污泥回流泵等设备。

(2)模拟量输出通过PLC中PID运算后的数据,通过其功能模块输出控制信号,该控制信号输入到变频器的控制端子上,改变变频器的输出频率,从而控制曝气机的转速,最后达到控制污水中含氧量的要求。

6、PLC控制系统工程案例

(1)PLC品牌及系列要求:西门子S7-200SMART或S7-1200系列CPU

(2)预留通讯端口:预留RJ45以太网口和RS485串口(ModbusRTU协议,从站)各一个。

(3)通讯IP地址:规定PLC控制系统使用的IP地址为192.168.1.*(*为2-99之间的数值),子网掩码:255.255.255.0,网关地址:192.168.1.1。(各站点IP地址可重复使用)。

(4)以太网数据地址:PLC参数设定、远程操作、实时数据(如液位、流量、压力等)等数据存储地址:M区、DB1数据块(绝对地址)

(5)Modbus数据地址:40001-40100,共200个字。

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