28SV网络组态在污水处理上的应用

1.概述

城市污水处理是指为改变污水性质，使其对环境水域不产生危害而采取的措施。通常城市污水处理以一级处理为预处理，二级处理为主体，三级处理很少使用。

一级处理工艺主要是在初级沉淀池，目的是将污水中悬浮物尽可能地沉降去除，一般初次沉淀池可去除50%左右的悬浮物；二级处理主要是由曝气池和二次沉淀池构成，利用曝气风机及专用曝气装置向曝气池内供氧,主要目的是通过微生物的新陈代谢将污水中的大部分污染物变成CO₂和H₂O。

污水处理中预处理工艺包括粗格栅处理、细格栅处理、泵房抽升和沉砂处理。格栅处理的目的是截流大块物质以保护后续水泵管线、设备的正常运行；泵房抽升的目的是提高水头，以保证污水可以靠重力流过后续建在地面上的各个处理构筑物；沉砂处理的目的是去除污水中裹携的砂、石与大块颗粒物，以减少它们在后续构筑物中的沉降，防止造成设施淤砂、磨损堵塞，影响管线设备的正常运行。

2.系统组成及运行方式

⑴ 格栅井及进水泵房包括3台提升泵（2用1备），采用超声波液位计控制（最高-7.3m，最低-9.2m），控制为高启低停；格栅机及螺旋压榨机根据格栅前后的水位差自动运行，超过0.2m时开启。

⑵ 旋流沉砂池部位细格栅机也是根据水位差自动运行，但格栅前后水位差超0.1m时运行就开始。

⑶ 调节池包括3台提升泵（2用1备），采用超声波液位计控制（最高-0.2m，最低-3.7），控制为高启低停。

⑷ MSBR池中:

a.污泥泵2台控制采用高停，通过储泥池中的超声液位计控制(最高+2.6m)；

b.DO仪，主曝气池中设DO仪与风机联锁，DO低于2时MSBR曝气风机（风机房内）频率加大，DO高于4时则风机频率降低；

c.空气堰滗水器：设备自带控制系统。

⑸ 紫外消毒渠：连续运行，含流量计，对COD、总磷、PH进行在线监控。

⑹ 排海泵房3台水泵(2用1备)，超声波液位计控制（最高-0.9m,最低-4.2m），控制为高启低停。

⑺ 污泥储池及冲洗水池采用手动控制，无自动。

⑻ 风机房及脱水机房：

a.螺杆泵2台(1用1备),通过储泥池中的超声波液位计控制低停；

b.冲洗泵1台通过冲洗水池中的超声波液位计控制（最高+1.00m，最低-0.9m）；

c.调节池鼓风机1台连续曝气，MSBR鼓风机3台采用变频，控制如第4条中所述。

⑼ MSBR中各时间段运行控制要求如表1所示。

表1 MSBR中各时间段运行控制要求

设备	立式环流搅拌机4M111-3、4M121	混合液加流泵4P111、4P114	混合液加流泵4P112、4P113	MSBR鼓风机8C121-123			空气堰滗水器
				6#、7#、8#	9#池	10#池	4V111	4V112
时段1 30min	运行	运行	停止	曝气	停止	曝气	停止	运行出水
时段2 60min	运行	运行	停止	曝气	停止	曝气	停止	运行出水
时段3 30min	运行	停止	停止	曝气	停止	停止	停止	运行出水
时段4 30min	运行	停止	运行	曝气	曝气	停止	运行出水	停止
时段5 60min	运行	停止	运行	曝气	曝气	停止	运行出水	停止
时段6 30min	运行	停止	停止	曝气	停止	停止	运行出水	停止

3.系统控制介绍

系统采用北京开物组态用MODBUS TCP协议与2台(套)28SV组态控制整个污水处理。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，两套台达28SV系统分别控制污水风机房与污水排海房。其中风机房包括3台提升泵站的粗格栅池、细格栅池(沉沙池)、调节池(控制柜及风机房下面)、污泥贮池、脱水机房；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计进行水流量统计及流速测量。

整个系统可以在主控室集中操作及监控并报警输出提醒，随时都可打印报表。系统主画面如图1。



图1 污水处理系统实图

⑴ 第一套28SV系统控制进入污水工厂的污水池，用3台7.5kW提升泵循环控制，工作时同时有2台起动，每台运行16h后停止8h后再运行16h，这样其实也做到了1台备用的功效。提升泵起停具有手自动之分，在自动状态下由提升泵液位来控制。精格栅采用杭州升篮环保设备科技有限公司1.5KW的HG-600回转格栅机，并与其1.5kW螺杆输送压榨机同时工作，它们工作也是受粗格栅液位控制。见图2。



图2 粗格栅、提升泵房控制盘

⑵ 细格栅池也叫沉沙池，包括0.55kW细格栅机1台，型号为JG-350-800，其运行速度为1.3m/min;；1.1kW旋流除沙器1台，型号为ZXS-1000,上面的电机型号是Y2-90S-4-12014；0.37kW砂水分离器1台，型号为SF-260，其处理能力为15L/s。与其一起完成这道工序的还有一台1.5kW无轴螺旋输送机1台，型号为WZS-220，其处理能力为3m³/t。在细格栅、除沙器、砂水分离器以及螺杆输送机跟随沉沙池液位差动作时，需同时打开砂水分离器上面的两个电磁阀。见图3。



图3 旋流沉砂池控制盘

⑶ 在调节池房中，跟提升泵电机一样控制3台4kW水泵循环控制，其中一台具有备用功能；在此房中有4台风机，均采用台达F系列变频器控制。其中18.5kW风机为常开风机，型号为南京华调电机厂的Y180M-4配VFD185F43A变频器。还有3台安徽皖南电机股份有限公司的22kW风机循环启动，电机型号为Y2-180L-4，配合VFD220F43A控制，其启动及频率给定通过485通讯控制，但其使能及速度受第二台28SV可编程控制器中MSBR池中两处检测出的含氧量大小来自动调节。风机与调节泵手自动控制采用同一旋钮控制，同时在主控台有其故障报警及手自动控制显示。见图4。



图4 调节控制盘

⑷ 在脱水机房采用两台4kW螺杆泵配合板宽压泥机一起工作，板宽压泥机为上海力汇电机有限公司生产的型号为Y132M1-6机，在脱水机房还有2台2.2kW泸诚电机有限公司生产的Y90L-2清水泵电机，采用手动控制，可用来清洗房间等。另外此处还有4台轴流风机的起停控制，其中有2台装在调节池房间。见图5。



图5 脱水泵房控制盘



图6 MSBR控制盘

⑹ 在排海泵房主要控制对象有2台排海泵自动运行监控，主控室手动控制。见图7。



图7 排海泵房控制盘

⑺ 在系统内部做有系统报警设置，进入此画面时可实时更改各处液位、液位差值、1与2号检测含氧量、1 与2号空气堰压力上下报警数值。当任意报警值超出设定值时在任意画面中跳出显示，以提醒工作人员注意。见图8。



图8 报警值设定

⑻ 因通讯时一个位与一个字通讯计量是一样收费的，在组态中为了减少PLC与工控机的通讯数据，所以尽量把开关量I/O转化成字来传输。见图9。



图9 通讯示意图

⑼ 开物组态使用MODBUS TCP协议，各PLC中需与工控机通讯的地址对应见表2和表3，此表反应台达PLC各个数据寄存器相对应地址。

1# PLC对应地址如表2。

表2 1# PLC组态地址



表3 2# PLC组态地址



⑽ 整个系统硬件组成如图10所示。



⑾ 两台28SV左侧带DVP-EN01-SL时PLC的通讯设置采用如图11设置方式。



图11 PLC通讯设置图

4.总结

28SV利用左侧加网络模块DVP-EN01-SL与开物工控机组态能在大、中、小型污水处理中提供稳定安全的控制，并集中进行监控；通过组态能做到多台PLC分开布置，从而减少布线成本，提高产品市场竞争能力。