28SV網(wǎng)絡(luò)組態(tài)在污水處理上的應(yīng)用
28SV network configuration application in wastewater treatment
中達(dá)電通股份有限公司浙江大區(qū) 周智軍
1.概述
城市污水處理是指為改變污水性質(zhì)，使其對環(huán)境水域不產(chǎn)生危害而采取的措施。通常城市污水處理以一級處理為預(yù)處理，二級處理為主體，三級處理很少使用。
一級處理工藝主要是在初級沉淀池，目的是將污水中懸浮物盡可能地沉降去除，一般初次沉淀池可去除50%左右的懸浮物；二級處理主要是由曝氣池和二次沉淀池構(gòu)成，利用曝氣風(fēng)機(jī)及專用曝氣裝置向曝氣池內(nèi)供氧,主要目的是通過微生物的新陳代謝將污水中的大部分污染物變成CO2和H2O。
污水處理中預(yù)處理工藝包括粗格柵處理、細(xì)格柵處理、泵房抽升和沉砂處理。格柵處理的目的是截流大塊物質(zhì)以保護(hù)后續(xù)水泵管線、設(shè)備的正常運(yùn)行；泵房抽升的目的是提高水頭，以保證污水可以靠重力流過后續(xù)建在地面上的各個(gè)處理構(gòu)筑物；沉砂處理的目的是去除污水中裹攜的砂、石與大塊顆粒物，以減少它們在后續(xù)構(gòu)筑物中的沉降，防止造成設(shè)施淤砂、磨損堵塞，影響管線設(shè)備的正常運(yùn)行。
2.系統(tǒng)組成及運(yùn)行方式
⑴ 格柵井及進(jìn)水泵房包括3臺提升泵（2用1備），采用超聲波液位計(jì)控制（最高-7.3m，最低-9.2m），控制為高啟低停；格柵機(jī)及螺旋壓榨機(jī)根據(jù)格柵前后的水位差自動運(yùn)行，超過0.2m時(shí)開啟。
⑵ 旋流沉砂池部位細(xì)格柵機(jī)也是根據(jù)水位差自動運(yùn)行，但格柵前后水位差超0.1m時(shí)運(yùn)行就開始。
⑶ 調(diào)節(jié)池包括3臺提升泵（2用1備），采用超聲波液位計(jì)控制（最高-0.2m，最低-3.7），控制為高啟低停。
⑷ MSBR池中:
a.污泥泵2臺控制采用高停，通過儲泥池中的超聲液位計(jì)控制(最高+2.6m)；
b.DO儀，主曝氣池中設(shè)DO儀與風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖，DO低于2時(shí)MSBR曝氣風(fēng)機(jī)（風(fēng)機(jī)房內(nèi)）頻率加大，DO高于4時(shí)則風(fēng)機(jī)頻率降低；
c.空氣堰潷水器：設(shè)備自帶控制系統(tǒng)。
⑸ 紫外消毒渠：連續(xù)運(yùn)行，含流量計(jì)，對COD、總磷、PH進(jìn)行在線監(jiān)控。
⑹ 排海泵房3臺水泵(2用1備)，超聲波液位計(jì)控制（最高-0.9m,最低-4.2m），控制為高啟低停。
⑺ 污泥儲池及沖洗水池采用手動控制，無自動。
⑻ 風(fēng)機(jī)房及脫水機(jī)房：
a.螺桿泵2臺(1用1備),通過儲泥池中的超聲波液位計(jì)控制低停；
b.沖洗泵1臺通過沖洗水池中的超聲波液位計(jì)控制（最高+1.00m，最低-0.9m）；
c.調(diào)節(jié)池鼓風(fēng)機(jī)1臺連續(xù)曝氣，MSBR鼓風(fēng)機(jī)3臺采用變頻，控制如第4條中所述。
⑼ MSBR中各時(shí)間段運(yùn)行控制要求如表1所示。
設(shè)備 立式環(huán)流攪拌機(jī)4M111-3、4M121 混合液加流泵4P111、4P114 混合液加流泵4P112、4P113 MSBR鼓風(fēng)機(jī)8C121-123 空氣堰潷水器
6#、7#、8# 9#池 10#池 4V111 4V112
時(shí)段1 30min 運(yùn)行 運(yùn)行 停止 曝氣 停止 曝氣 停止 運(yùn)行出水
時(shí)段2 60min 運(yùn)行 運(yùn)行 停止 曝氣 停止 曝氣 停止 運(yùn)行出水
時(shí)段3 30min 運(yùn)行 停止 停止 曝氣 停止 停止 停止 運(yùn)行出水
時(shí)段4 30min 運(yùn)行 停止 運(yùn)行 曝氣 曝氣 停止 運(yùn)行出水 停止
時(shí)段5 60min 運(yùn)行 停止 運(yùn)行 曝氣 曝氣 停止 運(yùn)行出水 停止
時(shí)段6 30min 運(yùn)行 停止 停止 曝氣 停止 停止 運(yùn)行出水 停止
3.系統(tǒng)控制介紹
系統(tǒng)采用北京開物組態(tài)用MODBUS TCP協(xié)議與2臺(套)28SV組態(tài)控制整個(gè)污水處理。第一套28SV包括DVP-EN01-SL+DVP-28SV11T+2*DVP-16SM+DVP-08SM+2*DVP16SP+2*DVP-04AD，第二套28SV包括DVP-EN01-SL+DVP-28SV11T+3* DVP-16SM+2*DVP16SP+2*DVP-04AD+DVP-02DA，兩套臺達(dá)28SV系統(tǒng)分別控制污水風(fēng)機(jī)房與污水排海房。其中風(fēng)機(jī)房包括3臺提升泵站的粗格柵池、細(xì)格柵池(沉沙池)、調(diào)節(jié)池(控制柜及風(fēng)機(jī)房下面)、污泥貯池、脫水機(jī)房；污水排海房包括MSBR池、紫外消毒渠、清水池、排海泵房，在排入大海前有流量計(jì)進(jìn)行水流量統(tǒng)計(jì)及流速測量。
整個(gè)系統(tǒng)可以在主控室集中操作及監(jiān)控并報(bào)警輸出提醒，隨時(shí)都可打印報(bào)表。系統(tǒng)主畫面如圖1。
⑴ 第一套28SV系統(tǒng)控制進(jìn)入污水工廠的污水池，用3臺7.5kW提升泵循環(huán)控制，工作時(shí)同時(shí)有2臺起動，每臺運(yùn)行16h后停止8h后再運(yùn)行16h，這樣其實(shí)也做到了1臺備用的功效。提升泵起停具有手自動之分，在自動狀態(tài)下由提升泵液位來控制。精格柵采用杭州升籃環(huán)保設(shè)備科技有限公司1.5KW的HG-600回轉(zhuǎn)格柵機(jī)，并與其1.5kW螺桿輸送壓榨機(jī)同時(shí)工作，它們工作也是受粗格柵液位控制。見圖2。
⑵ 細(xì)格柵池也叫沉沙池，包括0.55kW細(xì)格柵機(jī)1臺，型號為JG-350-800，其運(yùn)行速度為1.3m/min;；1.1kW旋流除沙器1臺，型號為ZXS-1000,上面的電機(jī)型號是Y2-90S-4-12014；0.37kW砂水分離器1臺，型號為SF-260，其處理能力為15L/s。與其一起完成這道工序的還有一臺1.5kW無軸螺旋輸送機(jī)1臺，型號為WZS-220，其處理能力為3m3/t。在細(xì)格柵、除沙器、砂水分離器以及螺桿輸送機(jī)跟隨沉沙池液位差動作時(shí)，需同時(shí)打開砂水分離器上面的兩個(gè)電磁閥。見圖3。
⑶ 在調(diào)節(jié)池房中，跟提升泵電機(jī)一樣控制3臺4kW水泵循環(huán)控制，其中一臺具有備用功能；在此房中有4臺風(fēng)機(jī)，均采用臺達(dá)F系列變頻器控制。其中18.5kW風(fēng)機(jī)為常開風(fēng)機(jī)，型號為南京華調(diào)電機(jī)廠的Y180M-4配VFD185F43A變頻器。還有3臺安徽皖南電機(jī)股份有限公司的22kW風(fēng)機(jī)循環(huán)啟動，電機(jī)型號為Y2-180L-4，配合VFD220F43A控制，其啟動及頻率給定通過485通訊控制，但其使能及速度受第二臺28SV可編程控制器中MSBR池中兩處檢測出的含氧量大小來自動調(diào)節(jié)。風(fēng)機(jī)與調(diào)節(jié)泵手自動控制采用同一旋鈕控制，同時(shí)在主控臺有其故障報(bào)警及手自動控制顯示。見圖4。
⑷ 在脫水機(jī)房采用兩臺4kW螺桿泵配合板寬壓泥機(jī)一起工作，板寬壓泥機(jī)為上海力匯電機(jī)有限公司生產(chǎn)的型號為Y132M1-6機(jī)，在脫水機(jī)房還有2臺2.2kW瀘誠電機(jī)有限公司生產(chǎn)的Y90L-2清水泵電機(jī)，采用手動控制，可用來清洗房間等。另外此處還有4臺軸流風(fēng)機(jī)的起停控制，其中有2臺裝在調(diào)節(jié)池房間。見圖5。
⑸ 第二個(gè)28SV控制MSBR池，主要控制對象有4臺攪拌機(jī)的手自動運(yùn)行監(jiān)控及其主控室手動控制,6臺回流泵的自動運(yùn)行監(jiān)控及其主控室手動控制,以及2臺空氣堰控制信號,根據(jù)不同控制時(shí)間段來控制1#、2#電動閥正反轉(zhuǎn)，1#、2#進(jìn)氣閥與排氣閥的打開與關(guān)閉用來控制2個(gè)空氣堰的曝氣放水。見圖6。
⑹ 在排海泵房主要控制對象有2臺排海泵自動運(yùn)行監(jiān)控，主控室手動控制。見圖7。
⑺ 在系統(tǒng)內(nèi)部做有系統(tǒng)報(bào)警設(shè)置，進(jìn)入此畫面時(shí)可實(shí)時(shí)更改各處液位、液位差值、1與2號檢測含氧量、1 與2號空氣堰壓力上下報(bào)警數(shù)值。當(dāng)任意報(bào)警值超出設(shè)定值時(shí)在任意畫面中跳出顯示，以提醒工作人員注意。見圖8。
⑻ 因通訊時(shí)一個(gè)位與一個(gè)字通訊計(jì)量是一樣收費(fèi)的，在組態(tài)中為了減少PLC與工控機(jī)的通訊數(shù)據(jù)，所以盡量把開關(guān)量I/O轉(zhuǎn)化成字來傳輸。見圖9。
⑼ 開物組態(tài)使用MODBUS TCP協(xié)議，各PLC中需與工控機(jī)通訊的地址對應(yīng)見表2和表3，此表反應(yīng)臺達(dá)PLC各個(gè)數(shù)據(jù)寄存器相對應(yīng)地址。
1# PLC對應(yīng)地址如表2。
⑽ 整個(gè)系統(tǒng)硬件組成如圖10所示。
⑾ 兩臺28SV左側(cè)帶DVP-EN01-SL時(shí)PLC的通訊設(shè)置采用如圖11設(shè)置方式。
4.總結(jié)
28SV利用左側(cè)加網(wǎng)絡(luò)模塊DVP-EN01-SL與開物工控機(jī)組態(tài)能在大、中、小型污水處理中提供穩(wěn)定安全的控制，并集中進(jìn)行監(jiān)控；通過組態(tài)能做到多臺PLC分開布置，從而減少布線成本，提高產(chǎn)品市場競爭能力。
作者簡介：
周智軍，出生于1977年9月，畢業(yè)于中國石油大學(xué)機(jī)械設(shè)備制造及自動化專業(yè)，現(xiàn)任中達(dá)電通股份有限公司杭州分公司高級應(yīng)用工程師，從事臺達(dá)各種自動化產(chǎn)品的應(yīng)用，協(xié)助產(chǎn)品營銷推廣，有著豐富的業(yè)界經(jīng)驗(yàn)。
