西門子S7-200 SMART 在厭氧池控制中的應用

韋瑞錄

（廣西機電職業(yè)技術學院， 廣西 南寧 530007）

引言

在城鎮(zhèn)污水處理中，厭氧池排泥是污水處理工藝中一個非常重要的環(huán)節(jié)。厭氧池內利用厭氧菌的作用，使有機物發(fā)生水解、酸化和甲烷化，去除廢水中的有機物，并提高污水的可生化性，有利于后續(xù)的好氧處理。高分子有機物的厭氧降解過程可以被分為四個階段：水解階段、發(fā)酵（或酸化）階段、產乙酸階段和產甲烷階段。西門子PLC 是自動控制領域應用最廣泛的PLC 之一，西門子S7-200 SMART 則是更智能、更經濟、高性能、更簡約小型的控制器，最適合應用在小型的控制系統(tǒng)。本文將針對西門子S7-200 SMART 在污水處理厭氧池控制中的應用進行相應闡述。

1 厭氧工藝流程

高分子有機物的厭氧降解過程可以被分為四個階段：水解階段、發(fā)酵（或酸化）階段、產乙酸階段和產甲烷階段。一般的厭氧池設計為多個相鄰的矩形池，進水側設置1 臺潛水攪拌機。池中的反硝化細菌以污水中未分解的含碳有機物為碳源，將好氧池內通過內循環(huán)回流進來的硝酸根還原為N2而釋放，如圖1 所示。目前厭氧濾池一般在反應器內填充各種類型的固體填料，如卵石、爐渣、磁環(huán)、塑料來處理有機廢水，污水在流動過能與填料表層懸浮的微生物接觸，因為微生物附著在填料表層，不隨水體溢出而流失，能夠達到延長污泥齡的作用。

2 厭氧池控制要求

1）厭氧池控制部位為1 臺水泵和18 個常閉氣動閥。將厭氧池面上循環(huán)攪動泵的18 個出水管分為六或九組，即每組3 個或2 個氣動閥（可在觸摸屏上設置更改），每組按分鐘計設置循環(huán)攪動的時間（可在觸摸屏上設置更改），以及按分鐘計算的開啟下一次循環(huán)攪動的時間（可在觸摸屏上設置更改）。具體做法：先將第1 組氣動閥打開至全開（在設定時間內若該組有不能打開至全開的閥門，則需將這組閥門全部關閉并報警。同時，繼續(xù)打開下1 組閥門，以此類推），接著開啟水泵；20 min（該時間為循環(huán)攪動時間，按分鐘計可在觸摸屏上設置更改）后將下1 組氣動閥打開至全開（在設定時間內若該組有不能打開至全開的閥門，則需將這組閥門全部關閉并報警。同時，繼續(xù)打開下1 組閥門，以此類推），之后才關閉上1 組氣動閥；如此操作，直到完成1 次循環(huán)攪動。接著，按分鐘計時（此時為循環(huán)攪動等待時間，可在觸摸屏上設置更改），在計時達到循環(huán)攪動等待時間的時候，按前面的方式再次開啟第1 組氣動閥，完成下一個循環(huán)。以此類推，一直循環(huán)。

2）厭氧池其他要求：啟動方式：手動即時啟動和定時（按分鐘）啟動兩種模式，啟動后按上面設置持續(xù)工作。直到按下“停止”鍵時，才結束以上自動啟動循環(huán)模式；要求對所有閥門（包括電動閥和氣動閥）能否正常開或關進行監(jiān)控，有故障時能夠及時報警（除每一組都有不能全開的閥門外，不用停機）。同時，須將故障的位置和內容保存在斷電保持元件中（使用手動按鈕才能將其解除），并將其在觸摸屏上用中文顯示；特別提示：為保護水泵，在啟動之前要先開1 組氣動閥直到全開。同時要求在水泵出水處安裝流量感應器，在水泵抽不上水時能夠及時報警并停機，同時將故障的位置在觸摸屏上用中文顯示。

3 厭氧池PLC I/O 接線圖

厭氧池控制系統(tǒng)總共需用1 號、2 號、3 號三個控制柜，里面分別裝有1 號、2 號、3 號三個PLC，下頁圖2、圖3 是1 號柜1 號PLC 的I/O 接線圖[1-3]。

4 厭氧池PLC 梯形圖

厭氧池1 號PLC 程序包括主程序梯形圖如下頁圖4 所示。子程序包括手動程序、厭氧六組、厭氧九組、嚗氣四組、嚗氣八組、厭氧反洗泵保、閥門故障、時間讀取、厭氧排泥等。圖5、下頁圖6 分別是厭氧六組的梯形圖。

5 結語

目前該控制系統(tǒng)已經在多個污水處理廠投入運行，運行穩(wěn)定正常，運行結果參數(shù)達到國家排放標準，得到用戶充分肯定認可。污泥厭氧池日常運行管理中應注意：沼氣柜尤其是濕式沼氣柜更容易受H2S 腐蝕，要對柜體防腐，腐蝕嚴重的鋼板要及時更換，陰極保護的鋅塊此時也應更換，各種閥門，特別是平常不易維修和更換的閘門修理沒有保證的話就應換新，確保5 年內不出問題。整個系統(tǒng)要防火、防毒。所有電氣設備應采用防爆型，接線要做好接地，防雷。嚴禁在防火、防爆警區(qū)域內吸煙，和防止有可能出現(xiàn)火花等明火。另外報警儀等都應正常維護保養(yǎng)。