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

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

⑸ 第二个28SV控制MSBR池，主要控制对象有4台搅拌机的手自动运行监控及其主控室手动控制,6台回流泵的自动运行监控及其主控室手动控制,以及2台空气堰控制信号,根据不同控制时间段来控制1#、2#电动阀正反转，1#、2#进气阀与排气阀的打开与关闭用来控制2个空气堰的曝气放水。见图6。

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。

图10 系统硬件组成图

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。

作者简介：

　　周智军，出生于1977年9月，毕业于中国石油大学机械设备制造及自动化专业，现任中达电通股份有限公司杭州分公司高级应用工程师，从事台达各种自动化产品的应用，协助产品营销推广，有着丰富的业界经验。