污泥脫水系統(tǒng)自動化控制的探討

周凌峰

摘 要：污泥脫水設(shè)備的應(yīng)用可以保護(hù)環(huán)境，自動化控制技術(shù)在污泥脫水中可以提高工作效率。對某污泥脫水系統(tǒng)進(jìn)行概述，重點(diǎn)對污泥脫水系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)進(jìn)行了闡述，并詳細(xì)探討了自動控制系統(tǒng)對工藝的控制。

關(guān)鍵詞：污泥脫水；自動化系統(tǒng)；控制

一、某污泥脫水系統(tǒng)簡介

某污泥脫水系統(tǒng)沉淀池的制水能力設(shè)計(jì)70萬m3/d，利用在沉淀池安裝的排泥機(jī)，通過虹吸——泵吸的形式吸出泥水，設(shè)計(jì)泥水量的吸出能力為6800-12600t/d左右，含固率大約為0.5%-1%。

為了將較低濃度的排泥水變成較高濃度的排泥水，利用排泥將泥水輸送到污泥濃縮池，利用濃縮與絮凝分類，通過旋轉(zhuǎn)刮泥機(jī)將匯集到濃縮池底部的污泥利用重力作用排放到污泥平衡池，濃縮池內(nèi)的上清液直接排放到雨水管道。

某污泥脫水系統(tǒng)設(shè)置3座平衡池，為了預(yù)防平衡池中污泥出現(xiàn)沉淀及淤積的問題，在平衡池設(shè)置潛水型攪拌機(jī)。通過柱塞泵進(jìn)行吸泥，加入高分子絮凝劑，從而可以改善污泥脫水效果。

二、某污泥脫水系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)

污泥脫水系統(tǒng)自動化控制系統(tǒng)通過PLC自動操作、MCC手動操作、PLC手動操作實(shí)現(xiàn)。通過一臺PLC主工作站實(shí)現(xiàn)了對整個污泥脫水系統(tǒng)的控制，在自動控制中處于一級控制，利用10臺uPLC控制器控制進(jìn)泥柱塞泵、板框壓慮機(jī)等單體設(shè)備。在設(shè)備現(xiàn)場進(jìn)行全部uPLC控制器的安裝，通過Panel View550觸摸屏的配置實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控現(xiàn)場與調(diào)整技術(shù)參數(shù)。

利用PLC自動操作、MCC手動操作、PLC手動操作實(shí)現(xiàn)污泥脫水系統(tǒng)自動化控制。利用一臺PLC主工作站，控制整個的污泥脫水系統(tǒng)，自動控制中位于一級控制地位。通過10臺uPLC控制器對泥柱塞泵、板框壓慮機(jī)等獨(dú)立設(shè)備進(jìn)行控制。所有uPLC控制器在設(shè)備現(xiàn)場安裝，對現(xiàn)場監(jiān)控與技術(shù)參數(shù)的調(diào)整是基于Panel View550觸摸屏配置實(shí)現(xiàn)的。

（一）PLC的控制方式

PLC系統(tǒng)的控制具有兩種方式即“自動控制”與“手動控制”。當(dāng)MCC柜上控制轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換到“自動控制”，機(jī)電設(shè)備受到虛擬控制按鈕的控制，利用點(diǎn)擊“手動控制”或“自動控制”，對相應(yīng)控制操作進(jìn)行激活。

（二）自動控制系統(tǒng)的處理器及通訊

采用1756-L55M14作為主PLC工作站處理器模塊，處理器和Ethernet、Devicenet等的通訊是基于ProSoft等第三方提供系統(tǒng)通訊接口，插入有關(guān)通訊接口模塊實(shí)現(xiàn)的。

1）與其他PLC工作站的通訊以及與中控室的通訊是基于冗余Controlnet實(shí)現(xiàn)的；

2）檢測配電系統(tǒng)的電流、電壓以及開關(guān)的狀態(tài)等是基于Modbus現(xiàn)場總線連接MCC機(jī)柜實(shí)現(xiàn)的；

3）利用Devicenet現(xiàn)場總線等連接變頻器等，從而對柱塞泵等設(shè)備的頻率、電流以及電壓等進(jìn)行檢測。

（三）報(bào)警與安全權(quán)限管理

污泥脫水系統(tǒng)的自動化控制系統(tǒng)報(bào)警包括“報(bào)警提示”與“報(bào)警警示”兩種，提示報(bào)警對用戶進(jìn)行提示，對于設(shè)備操作而言，PLC并不能進(jìn)行直接的干預(yù)；警示報(bào)警一方面PLC控制器對設(shè)備操作進(jìn)行控制，另外一方面，對用戶進(jìn)行提示。不管哪種方式的報(bào)警，都包括提示報(bào)警、確認(rèn)報(bào)警以及記錄報(bào)警等。操作人員基于報(bào)警歷史記錄，對于某時期產(chǎn)生的報(bào)警、報(bào)警時間確認(rèn)、報(bào)警解除等信息進(jìn)行查詢。

為了確保系統(tǒng)的安全，不同操作人員的權(quán)限不同。根據(jù)不同安全級別，RSView32設(shè)置用戶操作權(quán)限。分別設(shè)置管理員用戶、操作人員用戶以及游客用戶等進(jìn)行權(quán)限設(shè)置，除了游客身份，其他用戶需要通過系統(tǒng)的登錄才能進(jìn)入到相應(yīng)權(quán)限界面。

（四）自動化控制系統(tǒng)的安全穩(wěn)定

為了確保系統(tǒng)的穩(wěn)定，現(xiàn)場控制與信號測量線都使用橫截面積超過0.5平方毫米的導(dǎo)線，從而機(jī)械強(qiáng)度得到保障，減少導(dǎo)線傳輸信號的損失，增強(qiáng)抵抗干擾的能力。自動化控制系統(tǒng)的電控系統(tǒng)不但通過上位計(jì)算機(jī)滿足對污泥脫水裝置PLC控制系統(tǒng)啟動、急停、停機(jī)的遙控，同時，能夠通過現(xiàn)場電控箱實(shí)現(xiàn)對單臺污泥脫水設(shè)備的自動運(yùn)行及手動操作。

三、污泥脫水系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)對工藝的控制

（一）對濃縮池與平衡池的控制

排泥水被從沉淀池的底部吸出，流量與和濁度由于制水量的變化而變化，不確定性比較大。通過冗余Control Net通信網(wǎng)絡(luò)向污泥的脫水機(jī)主PLC工作站產(chǎn)地排泥機(jī)的工作狀態(tài)、排泥池液位等信息，從而確保污泥脫水系統(tǒng)滿足生產(chǎn)變化的需要，在輸送排泥水的管道上對用來計(jì)量與監(jiān)控的超聲波液位計(jì)、電磁流量計(jì)、低濁度測定儀、管道泥位計(jì)等進(jìn)行安裝，確保準(zhǔn)確表示進(jìn)入到濃縮池的排泥量。

利用氣動管夾閥控制進(jìn)入到濃縮池的排泥水的流量，對濃縮池上清液濁度的變化利用PLC進(jìn)行檢查。當(dāng)設(shè)定了較低值的濁度，就會使得液位降低，從而氣動管夾閥降低。上清液的濁度升高時，并且比設(shè)定值高時，控制氣動管夾閥是利用PLC實(shí)現(xiàn)的，使其關(guān)閉。

（二）對濃縮池與平衡池的控制

通過uPLC控制藥劑的配比：

1）基于一定配比對雙螺旋給料機(jī)粉末的進(jìn)料以及清水進(jìn)行控制；

2）在熟化罐內(nèi)，溶液的攪拌與時間進(jìn)行控制；

3）控制變頻螺桿計(jì)量泵的藥劑的存儲、輸送等。

進(jìn)泥柱塞泵控制絮凝劑的加入量，在吸泥的過程中，柱塞泵對絮凝劑進(jìn)行吸收，加注絮凝劑的量和柱塞泵的進(jìn)泥量同比。液壓驅(qū)動立式柱塞泵對板框壓慮機(jī)的進(jìn)泥進(jìn)行控制。開始進(jìn)泥時，對板框壓慮機(jī)活動端版進(jìn)行關(guān)閉，此時柱塞泵進(jìn)泥，進(jìn)泥一段時間，慮板腔體壓力增大，降低柱塞泵進(jìn)泥的沖程，直到全部停止。主PLC工作站發(fā)出啟動柱塞泵進(jìn)泥的命令。

四、結(jié)語

利用污泥脫水系統(tǒng)使得污染降低，減少有害物質(zhì)排放，從而有效保護(hù)環(huán)境，越來越多的企業(yè)、學(xué)者及技術(shù)人員給予了關(guān)注。利用板框壓慮機(jī)構(gòu)成污泥脫水系統(tǒng)，其工作效率比較高，并且和通過離心機(jī)構(gòu)成的污泥脫水系統(tǒng)相比，控制系統(tǒng)也更加的復(fù)雜。

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