基于PLC的污水廠(chǎng)MSBR池控制
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隨著(zhù)城市的快速發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題顯得日益重要。廢水是破壞環(huán)境的一個(gè)主要的因素，目前中國污水處理自控系統相對落后，污水處理成本居高不下，污水廠(chǎng)排放的處理過(guò)的污水的水質(zhì)不穩定，所以如何建立有效的自控系統，優(yōu)化運行效果，減少運行費用，具有重要意義。
當前可編程序控制器(plc)是專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境下應用設計而設計的工業(yè)控制計算機，已經(jīng)成為自動(dòng)控制系統中最為廣泛的控制設備，它不僅實(shí)現復雜的邏輯控制，還能完成各種順序控制或定時(shí)控制的閉環(huán)控制功能，并且抗干擾能力強、可靠性高、穩定性好，能在惡劣環(huán)境下長(cháng)時(shí)間、不間斷的運行，且編程簡(jiǎn)單，維護方便，并配有各類(lèi)通訊接口與模塊處理，方便擴容。
本文以某污水廠(chǎng)污水處理系統為例，介紹了以msbr池為工藝的城市污水處理的流程，并通過(guò)研究設計一套基于plc控制的污水處理系統。
2 污水廠(chǎng)工藝
進(jìn)廠(chǎng)污水經(jīng)粗格柵過(guò)濾，進(jìn)入集水井，在提升泵的動(dòng)力作用下進(jìn)入細格柵作進(jìn)一步的細過(guò)濾，之后流入沉砂池完成一級處理；從沉砂池出來(lái)的污水進(jìn)入msbr池進(jìn)行二級生化處理，利用池內活性污泥中的微生物在厭氧和好氧等不同條件下的新陳代謝作用去除污水中溶解的cod及氮、磷等有機污染物，經(jīng)沉淀澄清分離后流入虹吸濾池，做必要的藥物消毒處理，排入近海和到廠(chǎng)區的中水系統。
去除的污染物以剩余污泥的形式自msbr池排出，通過(guò)污泥濃縮處理之后作為泥餅外運，污泥處理過(guò)程中排出的污水進(jìn)行除磷后再返污水處理系統處理。
污水處理廠(chǎng)內沖洗用水、綠化用水、清潔用水等均可以使用由中水系統經(jīng)過(guò)加藥、加氯消毒處理和濾池過(guò)濾之后產(chǎn)生的中水。
為防止和避免污水處理廠(chǎng)臭味對周?chē)用裆畹挠绊?，在污水處理過(guò)程中加入除臭裝置，填料式生物除臭工藝采用以炭質(zhì)生物載體為填料的處理工藝，通過(guò)臭氣收集系統使臭氣通過(guò)填料進(jìn)行生物降解，去除致臭成份，凈化后可直接大氣排放。其流程如下：
臭氣收集 →除臭風(fēng)機 →生物除臭設備 →凈化排出
3 系統介紹
自控系統的系統結構由三層網(wǎng)絡(luò )組成，包括管理級、控制級、現場(chǎng)級。系統的三層網(wǎng)絡(luò )分別為基于tcp/ip協(xié)議的高速以太網(wǎng)、工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò )、現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)。2臺工作站、1臺圖控服務(wù)器、1臺數據服務(wù)器、1臺web服務(wù)器、1臺模擬屏向上接入全廠(chǎng)管理系統網(wǎng)絡(luò )；工業(yè)以太網(wǎng)為冗余光纖網(wǎng)絡(luò )，以光纜為通信介質(zhì)，連接3個(gè)plc現場(chǎng)控制站，每個(gè)現場(chǎng)工作站配置有各自的電源，通訊模塊，接口模塊，同時(shí)將所有帶智能通訊接口的儀表設備、以及設備自帶小閉環(huán)系統接入系統中。為了提供報表、報警打印服務(wù)，配置了報表打印機和報警打印機，實(shí)現各種報表以及實(shí)時(shí)報警和報警歷史的打印功能。操作站計算機相互在線(xiàn)冗余，向下通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò )對各現場(chǎng)監控子站進(jìn)行監視。建立在windows 2000/xp基礎上的組態(tài)軟件提供了功能全面、簡(jiǎn)單易用的操作界面，操作人員通過(guò)組態(tài)軟件實(shí)現對全廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程、工藝參數和設備運行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。網(wǎng)絡(luò )結構如圖1所示。
圖1 系統網(wǎng)絡(luò )結構
4 控制方式
從系統完成的控制功能來(lái)說(shuō)，系統采取三級控制層：
(1)手動(dòng)控制
手動(dòng)控制具有最高的控制優(yōu)先級，由就地電控柜的控制按鈕完成；
(2)自動(dòng)控制
自動(dòng)控制是指由plc控制器按照預先設計的程序對設備進(jìn)行自動(dòng)控制，控制級別高于中央控制；
(3)中央監控
中央監控管理站監控是指中控室通過(guò)以太網(wǎng)、光纖網(wǎng)絡(luò )根據生產(chǎn)要求對生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行調度，調度指令通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò )由現場(chǎng)plc控制站實(shí)施。
這樣的設計使生產(chǎn)運行更加安全、可靠，如果上位機或網(wǎng)絡(luò )發(fā)生故障，不會(huì )影響現場(chǎng)plc站的工作，而且如果現場(chǎng)控制站plc出現故障，操作人員也可以通過(guò)手動(dòng)控制按鈕完成設備的啟停。
4.1 msbr池控制
這里不再詳細講其他的如粗細格柵控制工藝，相對來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，無(wú)非是根據液位差和時(shí)間控制。在這里主要講下mabr池的工藝控制。
msbr(modified sequencing batch reactor)是改良型序批反應器，是根據sbr技術(shù)特點(diǎn)，結合傳統活性污泥技術(shù)，發(fā)展出來(lái)的更為理想的廢水處理工藝。msbr不需要設置初沉、二沉池，仍能連續進(jìn)水、出水，并且水位恒定。采用單池多格形式，大大節省了連接管道，泵及閥門(mén)。而且，由于不再間斷排水，使池容及設備利用率達到最大。msbr工藝廣泛應用于市政污水及各類(lèi)工業(yè)廢水的處理。
msbr池是由構成a2/o的厭/缺/好氧池、兩個(gè)對稱(chēng)的sbr池、一個(gè)污泥濃縮池、一個(gè)污泥預缺氧池共7個(gè)單元組成的矩形池。msbr池采用單池多格的方式，溶進(jìn)水、反應、沉淀、出水和閑置于同一個(gè)反應池內依次進(jìn)行，并且連續不斷地反復進(jìn)行達到不斷進(jìn)行污水處理和生化降解的目的。msbr池的流程示意圖2所示。
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