污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)探究

1、污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)探究摘要：污水處理是控制環(huán)境污染的重要措施，污水處理 過(guò)程具有多變性、非線性和隨機(jī)性等特點(diǎn)，污水處理自動(dòng)控 制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)污水處理具有十分重要的意義。在污水處理 廠中進(jìn)行污水處理，合理地對(duì)其進(jìn)行供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是保 證其正常運(yùn)行的必然條件。本文以污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)為 切入點(diǎn)，在闡述污水處理工藝流程的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析污水 處理自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，分別從污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì)和污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，對(duì)污水處理自 動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究進(jìn)行了相關(guān)探索，以期為污水處理自 動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供參考。關(guān)鍵詞：污水處理；自動(dòng)；控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)中圖分類(lèi)號(hào)：u664. 9

2、+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a環(huán)境污染問(wèn)題關(guān)系到人們的生產(chǎn)生活，在污水處理過(guò)程 中，隨著人們對(duì)污水處理要求的逐漸提高，傳統(tǒng)的污水處理 控制方法難以達(dá)到控制要求，使得污水處理的現(xiàn)狀不容樂(lè) 觀，還存在諸多亟待解決的問(wèn)題。在新形勢(shì)下，污水處理自 動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，運(yùn)用現(xiàn)代化自動(dòng)化控制處理污水滿足了 污水處理的要求，在污水處理過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用。如 何進(jìn)行污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是當(dāng)前污水處理關(guān)注 的焦點(diǎn)。因此，研究污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有十分 重要的現(xiàn)實(shí)意義。鑒于此，筆者對(duì)污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)進(jìn)行了初步探討。1污水處理工藝流程。近年來(lái)，從污水處理的實(shí)際需求 的環(huán)境出發(fā)，污水處理的工藝過(guò)程也日

3、趨復(fù)雜，污水處理工 藝流程按處理程度的不同，分為不同的處理階段。具體說(shuō)來(lái), 污水處理一般可分為五個(gè)階段，即預(yù)處理、一級(jí)處理、二級(jí) 處理、深度處理和污泥處理及處置。其中，預(yù)處理主要包括: 粗格柵、細(xì)格柵、沉砂池；一級(jí)處理主要包括：初沉池；二 級(jí)處理主要包括：生物濾池、曝氣池和二沉池；深度處理： 常用的工藝有混凝沉淀和過(guò)濾。污泥處理主要包括濃縮、消 化、脫水、堆肥或衛(wèi)生填埋。通過(guò)對(duì)需求進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)研， 決定污水處理工藝流程應(yīng)包括粗格柵、沉砂池、細(xì)格柵、初 沉池、生物濾池、提升泵房、曝氣池、二沉池等，結(jié)構(gòu)圖如 圖1所示：圖1污水處理工藝流程圖2污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)

4、過(guò)程中，必須按照一定 的要求來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其具體內(nèi)容如下：（1）所有的電氣和機(jī) 械設(shè)備能夠自動(dòng)或手動(dòng)操作，控制系統(tǒng)需包括報(bào)警、聯(lián)鎖和 控制回路。并且上述設(shè)備傳送的信息應(yīng)能夠在控制面板和過(guò) 程控制計(jì)算機(jī)顯示器上顯示。（2）所有的設(shè)定值（液位、流 量、溫度、ph值、溶解氧量）和計(jì)時(shí)器可以在控制系統(tǒng)中通 過(guò)操作面板或鍵盤(pán)更改。(3)通常，過(guò)程聯(lián)鎖的設(shè)定值不能 被未授權(quán)的人員通過(guò)操作面板修改，只有在輸入正確的密碼 之后，才能進(jìn)行操作。(4)控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行的 監(jiān)管，能實(shí)現(xiàn)24h全天候連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，并按工藝要求進(jìn)行自動(dòng) 操作。(5)利用工藝參數(shù)的反饋，實(shí)現(xiàn)過(guò)程的穩(wěn)定控制(液 位、溫度、流量、ph值和

5、溶解氧)，提高反應(yīng)效率、節(jié)約能 源，并提高系統(tǒng)的抗沖擊性能。(6)實(shí)現(xiàn)厭氧處理過(guò)程集水 井液位與2臺(tái)入水泵、初沉池液位與2臺(tái)冷卻塔進(jìn)料泵、均 衡池液位與2臺(tái)調(diào)制池進(jìn)水泵、2臺(tái)淺液式攪拌機(jī)之間的連 鎖控制。(7)實(shí)現(xiàn)冷卻塔溫度與冷卻塔2臺(tái)風(fēng)扇、調(diào)制池回 流管溫度與進(jìn)料閥門(mén)xv-401a/b.堿液投加泵、鹽酸投加泵、 磷酸投加泵以及尿素投加泵之間的聯(lián)鎖控制。(8)實(shí)現(xiàn)2臺(tái) 初沉池污泥泵、進(jìn)料閥門(mén)xv-401a/b.厭氧污泥泵、磷酸投 加泵以及尿素投加泵的時(shí)間控制。(9)實(shí)現(xiàn)調(diào)制池回流管流 量開(kāi)關(guān)與進(jìn)料閥門(mén)xv-401a/b.厭氧污泥泵、堿液投加泵、 鹽酸投加泵、磷酸投加泵以及尿素投加泵之間的聯(lián)鎖控

6、制。(10) 實(shí)現(xiàn)好氧處理過(guò)程集水井液位與提升泵的聯(lián)鎖控制。(11) 實(shí)現(xiàn)曝氣池溶解氧(do)與4臺(tái)羅茨鼓風(fēng)機(jī)的聯(lián)鎖控 制。(12)實(shí)現(xiàn)液位、溫度、流量、ph值和溶解氧(do)的 高低限報(bào)警。(13)實(shí)現(xiàn)好氧處理過(guò)程加藥設(shè)備的控制。(14) 實(shí)現(xiàn)脫水機(jī)房相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)顯示及故障報(bào)警顯示。(15)對(duì)所有帶控制點(diǎn)的電機(jī)和泵實(shí)現(xiàn)啟停控制。(16)實(shí) 現(xiàn)模擬量的歷史趨勢(shì)及趨勢(shì)圖表顯示。（17）實(shí)現(xiàn)必要的流 量累計(jì)功能。（18）實(shí)現(xiàn)整個(gè)污水處理系統(tǒng)所有電機(jī)、泵的 故障報(bào)警。3污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。污水處理控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì)是污水處理的重要組成部分，污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)具 有廣闊的發(fā)展前景。在污水

7、處理系統(tǒng)中，關(guān)于污水處理自動(dòng) 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，以下將從污水處理系統(tǒng)控制和plc控制 系統(tǒng)硬件的介紹來(lái)闡述，其具體內(nèi)容如下：3.1污水處理系統(tǒng)控制介紹。污水處理系統(tǒng)控制對(duì)象既 有開(kāi)關(guān)量又有模擬量，污水處理過(guò)程的共同特點(diǎn)就是開(kāi)關(guān) 量多，模擬量少；與此同時(shí)，既有開(kāi)環(huán)控制又有閉環(huán)控制， 具體在污水處理系統(tǒng)控制中，以邏輯控制為主，閉環(huán)控制為 輔。污水處理系統(tǒng)控制的控制系統(tǒng)包括兩套cpu412控制器, 三條通訊鏈路，三個(gè)et200m從站。工程師站通過(guò)上位機(jī)監(jiān) 控軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)全廠設(shè)備的監(jiān)控、水質(zhì)數(shù)據(jù)記錄、生產(chǎn)報(bào)表等 功能。其中，自動(dòng)控制柜是整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心部分， 自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能主要是由plc按照實(shí)

8、現(xiàn)編好的程序進(jìn)行 控制。3.2 plc控制系統(tǒng)硬件介紹?？删幊踢壿嬁刂破?，簡(jiǎn)稱(chēng) plco plc控制系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛，plc控制系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì)需要考慮的plc產(chǎn)品種類(lèi)。從plc的定義上看，plc 實(shí)質(zhì)是一種專(zhuān)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，它采用了可編程序的 存儲(chǔ)器，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用 戶程序執(zhí)行和輸出刷新，并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸 出，取代了繼電器控制裝置的要求，控制各種類(lèi)型的機(jī)械 或生產(chǎn)過(guò)程。plc控制系統(tǒng)硬件，根據(jù)對(duì)控制系統(tǒng)工藝特點(diǎn) 和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的條件，適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要，例如采用了 s7-400 plc作為主站，從站采用有源底板總線的方式將各模 塊從物理上和電氣上連接起來(lái)，每塊信號(hào)模塊都帶有總線連 接器。安裝時(shí)先將有源底板裝入導(dǎo)軌，然后依次將各模塊插 入，最后將