隨著(zhù)我國的社會(huì )和經(jīng)濟的高速發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題日益突出，尤其是城市水環(huán)境的惡化，加劇了水資源的短缺，嚴重影響著(zhù)人民群眾的身心健康，這些情況已經(jīng)成為城市可持續發(fā)展的嚴重制約因素;我國現階段很多大中型城市的廢水排放量大，已造成城市地表水的嚴重污染;但目前各城市仍然是直接排放污水或因水處理自控系統不完善沒(méi)處理好就把污水排放了，很多操作和檢測監控過(guò)程仍停留在人工階段，監控時(shí)間覆蓋率低，手工采集樣品缺乏科學(xué)性和代表性，難以反映企業(yè)和城市污水處理及排放連續變化的情況。大范圍的建立污水處理系統及在線(xiàn)自動(dòng)控制監控體系，勢在必行。

二、系統要求

　　本文介紹的污水處理廠(chǎng)位于重慶某縣城邊緣該污水處理廠(chǎng)采用的是典型Orbal氧化溝工藝，日處理污水量5萬(wàn)噸，廠(chǎng)區主體構筑物有：綜合樓、配電房、進(jìn)水提升泵房、粗細格柵井及旋流沉砂裝置、Orbal氧化溝、終沉池、污泥回流剩余泵井、脫水機房等;整個(gè)廠(chǎng)區設備及閥門(mén)均采用MCC和PLC兩種控制方式，正常情況下可以實(shí)現儀表、PLC的完全自動(dòng)檢測控制及運行狀況監控。

　　1、Orbal氧化溝工藝介紹

　　Orbal氧化溝水處理工藝起源于南非，后經(jīng)不斷改進(jìn)和推廣，在全球范圍得到廣泛應用。城市污水由管道集中后，水流首先經(jīng)過(guò)粗格柵，將粗的垃圾去除，然后由提升泵將污水提高水頭（后面工藝要求有高水頭），再經(jīng)過(guò)細格柵及旋流沉砂池，進(jìn)一步去除小的垃圾和泥砂，污水進(jìn)入水處理主體結構——氧化溝，污水在“O”型的氧化溝中經(jīng)過(guò)曝氣機調節曝氣，使得污水得到缺氧、氧化、硝化、反硝化等反應，在該過(guò)程中完成BOD（生物耗氧量）、COD（化學(xué)耗氧量）的去除及污水脫氮的功能，并為下一步水的沉淀作好準備，經(jīng)過(guò)氧化溝處理的水流入終沉池，加入Fe3+、或Al3+ 使得水中的（PO4）3- 得以沉淀，充分沉淀后，清水最后經(jīng)二氧化氯消毒后排入長(cháng)江。沉淀的污泥經(jīng)脫水機濾干后焚燒處理。

　　2、廠(chǎng)區主要設備控制要求

　　2.1、粗細格柵機及其附屬輸送壓榨設備的控制

　　定時(shí)控制：根據外來(lái)污水狀況和運行經(jīng)驗，通過(guò)設定相關(guān)定時(shí)參數，自動(dòng)控制格柵機的啟動(dòng)時(shí)間和停止時(shí)間。

　　液位差控制：在格柵機的前后均設置一臺超聲波液位傳感器，檢測出格柵機的前后液位差。設定低液位差LDF2和高液位差LDF1，當檢測到的液位差大于LDF1時(shí)，啟動(dòng)格柵機;當檢測到的液位差低于LDF2時(shí)，停止格柵機（減少了運行時(shí)間，有效的節約能源）?？刂七^(guò)程如圖：

　　格柵附屬設備的聯(lián)動(dòng)：

　　皮帶輸送機和壓榨機作為格柵機的附屬輸送壓榨設備，它們在定時(shí)或自動(dòng)運行模式下，一般與格柵機聯(lián)動(dòng)。附屬設備適當的是提前或延時(shí)運行。

　　2.2、 提升泵的自動(dòng)控制

　　控制描述如：

　?。?）變頻器連接在第一臺水泵電機上，需要加泵時(shí)，變頻器停止運行，并由變頻器的輸出端口RO1～RO3輸出信號到PLC，由PLC控制切換過(guò)程。

　?。?） PLC根據泵池液位高中低信號自動(dòng)調節三臺泵的啟停;泵池水位到預設的低水位時(shí)啟動(dòng)1#泵，水位上升到預設的中水位時(shí)，1#泵由變頻運行轉換到工頻運行，這時(shí)再變頻啟動(dòng)2#泵，依次啟動(dòng)到3#泵。

　?。?） 切換開(kāi)始時(shí)，變頻器停止輸出（變頻器設置為自由停車(chē)），利用水泵的慣性將第一臺水泵切換到工頻運行，變頻器連接到第二臺水泵上起動(dòng)并運行，照此，將第二臺水泵切換到工頻運行，變頻器連接到第三臺水泵上起動(dòng)并運行。

　?。?） 水位下降需要減泵時(shí)，系統將第三臺水泵停止，第二臺水泵切換到變頻調節狀態(tài)。水位繼續下降，系統將第二臺水泵停止，第一臺水泵切換到變頻調節狀態(tài)。

　?。?） 另外，設置軟啟動(dòng)器作為備用。當變頻器或PLC故障時(shí)，可用軟起動(dòng)器現場(chǎng)手動(dòng)輪流起動(dòng)各泵運行以保證供水。作為多臺提升泵的自動(dòng)控制，滿(mǎn)足先啟先停的原則，以?xún)?yōu)化資源的利用率;為了提升泵的安全，系統設置了提升泵的干運轉保護;同時(shí)，系統還設置了泵的頻繁啟停保護，群?jiǎn)?dòng)保護等，以延長(cháng)其使用壽命。

　　2.3、曝氣系統的自動(dòng)控制

　　生化池作為全廠(chǎng)污水處理的核心，具有舉足輕重的作用。污水經(jīng)過(guò)預處理后，在這里通過(guò)微生物吸附污水中的有機物，達到除磷脫氮的目的。對生化池的自動(dòng)控制，主要是溶解氧濃度的控制。

　　曝氣量自動(dòng)控制系統作為一個(gè)恒值控制系統，系統給定一個(gè)保持不變的最佳溶解氧值，通過(guò)PLC控制調節輸出量（即曝氣機開(kāi)啟臺數），使被控量（實(shí)測氧化溝溶解氧濃度）不斷地接近給定值。在這個(gè)系統中，要求穩定性和動(dòng)態(tài)特性良好，被控量向給定值過(guò)渡的時(shí)間短，同時(shí)過(guò)程平穩，振蕩幅度小。

　　曝氣供氧系統是由曝氣機和溶解氧儀共同組成的閉環(huán)系統，為反應池好氧段提供氧氣，并維持好氧過(guò)程的溶解氧濃度值。依照好氧過(guò)程的溶解氧濃度值控制曝氣機開(kāi)啟臺數，維持溶解氧濃度值在一定的范圍內變動(dòng)?？刂屏鞒倘鐖D。

 三、控制模式

　　手動(dòng)模式：手動(dòng)模式又可以分為盤(pán)柜模式和就地模式。盤(pán)柜模式就是通過(guò)MCC上的按鈕實(shí)現對設備的操作;就地模式就是通過(guò)現場(chǎng)控制箱上的按鈕實(shí)現對設備的操作。

　　遙控模式：就是通過(guò)中心控制室上位操作站實(shí)現對設備的操作。

　　自動(dòng)模式：設備的運行完全由各PLC根據污水廠(chǎng)的工況及工藝參數來(lái)完成對設備的啟?？刂?，而不需要人工干預。

四：應用總結:

　　此系統采用：CPU224，UniMAT UN200系列擴展模塊232（4AO，2個(gè)），231（4AI，4個(gè)），223（1個(gè)），在完成此項工程后，PLC系統運行穩定，采集數據準確快捷，控制的重要設備運行安全，程序開(kāi)發(fā)好后，其維護量幾乎為零，同時(shí)個(gè)人感覺(jué)該PLC現場(chǎng)安裝、與其它設備的接口等均方便好用，系統投運后，自動(dòng)化程度高，工作人員維護量小，出水水質(zhì)能達到國家規定的標準。

五、該工程自控系統的特點(diǎn)

　　1、技術(shù)先進(jìn)：現代化的工廠(chǎng)要求與時(shí)俱進(jìn)，該自動(dòng)化控制系統無(wú)論是從使用的profibus-DP現場(chǎng)總線(xiàn)、通訊網(wǎng)絡(luò )、可編程控制器、組態(tài)軟件，還是從自動(dòng)化控制技術(shù)來(lái)講，都具有時(shí)代領(lǐng)先性。

　　2、穩定可靠：選用的自動(dòng)化產(chǎn)品來(lái)自國外知名品牌，建立的自動(dòng)化控制平臺，經(jīng)過(guò)嚴格的測試，可以保證系統穩定可靠地運行。

　　3、自動(dòng)化程度高，使用簡(jiǎn)單：對于全廠(chǎng)的控制中心——中心控制室上位界面，采用全中文的設計界面，立體三維流程圖形來(lái)表達工藝，便于操作員掌握;同時(shí)下位機PLC采用西門(mén)子的PLC，系統穩定性好，自動(dòng)化程度高，整個(gè)系統維護量小。

　　4、開(kāi)放性：該系統采用的現場(chǎng)總線(xiàn)是國際通用的具有開(kāi)放協(xié)議的現場(chǎng)總線(xiàn)和接口，同時(shí)各控制站均留有I/O余量，以便于以后系統的改造和擴展。

　　5、安全性：該系統采用全面的設備保護體系，包括潛水泵的干運轉保護、自控平臺的防雷保護、進(jìn)水水質(zhì)異常保護、報警系統等，以防止因為某些意外或操作員的疏忽而發(fā)生事故。

注:此文摘自中國傳動(dòng)網(wǎng)