污泥污水處理自動(dòng)控制PLC系統(tǒng)解決方案
發(fā)布日期：2017-11-10 15:59 瀏覽次數(shù)：
PLC系統(tǒng)功能
PLC是Programmable Logic Controller的簡稱，中文名稱為可編程邏輯控制器，是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)。作為硬件層的控制，康卓科技在污泥污水自動(dòng)控制行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。
PLC控制系統(tǒng)在污水處理自控系統(tǒng)中作為控制核心，與觸摸屏結(jié)合，控制著配套設(shè)備的自動(dòng)運(yùn)行，主要包括倒料泵、進(jìn)料泵、壓榨泵、調(diào)理池、攪拌機(jī)、加藥系統(tǒng)、自動(dòng)閥門、儀表等，以完成污泥過濾系統(tǒng)的工藝生產(chǎn)要求。
康卓科技污泥處理廠自控系統(tǒng)在PLC為主的過程控制的基礎(chǔ)之上，配備多套智能化軟件搭建了先進(jìn)的智能控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)較優(yōu)化控制，并為運(yùn)營提供方便，節(jié)省運(yùn)營成本。
設(shè)計(jì)原則
由于在污泥處理過程中產(chǎn)生沼氣，因此在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中首先要考慮系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。硬件設(shè)備選用國外著名品牌，并通過深化控制軟件和應(yīng)用軟件，充分發(fā)揮現(xiàn)有硬件的潛能，使自控系統(tǒng)不僅僅具備安全性、穩(wěn)定性、可靠性、維護(hù)方便性、易于操作性及高效率這些基本特點(diǎn)，還具備人性化、智能化、運(yùn)營管理方便等特點(diǎn)。
系統(tǒng)構(gòu)成
采用網(wǎng)絡(luò)化集散型計(jì)算機(jī)控制管理的智能型系統(tǒng)方案。過程儀表間現(xiàn)場(chǎng)工藝參數(shù)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，經(jīng)安全柵進(jìn)入PLC控制系統(tǒng)，然后通過以太網(wǎng)上傳給計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)：PLC控制系統(tǒng)接收上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的控制參數(shù)、運(yùn)行命令進(jìn)行自動(dòng)控制。
計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通過以太網(wǎng)與PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，監(jiān)控全廠主要工藝參數(shù)和設(shè)備運(yùn)行情況，操作人員可以通過鍵盤和鼠標(biāo)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備進(jìn)行控制，根據(jù)過程儀表提供的主要工藝參數(shù)，按污泥處理工藝要求對(duì)生產(chǎn)工藝過程進(jìn)行必要的調(diào)整，使生產(chǎn)過程更合理，處理效果更好，運(yùn)行成本更低；也可使PLC控制系統(tǒng)根據(jù)過程儀表提供的主要工藝參數(shù)檢測(cè)結(jié)果，按污泥處理工藝要求對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)全部生產(chǎn)過程的自動(dòng)化。
硬件構(gòu)成
根據(jù)工藝流程和總平面布置，某污泥處理廠控制系統(tǒng)由4套PLC(1套主站和4套從站構(gòu)成一個(gè)光纖網(wǎng)絡(luò))、1臺(tái)工程師站、1臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器、1臺(tái)操作站、1臺(tái)軟件服務(wù)器、手機(jī)短信系統(tǒng)、UPS電源、打印機(jī)等組成。
網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成
整個(gè)控制系統(tǒng)由三層網(wǎng)絡(luò)組成：
(1)設(shè)備層。
模擬量采用4~20mA輸入輸出，開關(guān)量采用接點(diǎn)輸入輸出方式。處在危險(xiǎn)區(qū)的各種儀表，全部采用高防爆等級(jí)儀表。現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制柜之間采用安全柵進(jìn)行隔離?，F(xiàn)場(chǎng)操作箱采用防爆箱。
(2)控制層。
PLC需具有很高的電磁兼容性和抗沖擊、耐震動(dòng)性能，保障污泥處理廠的生產(chǎn)能夠穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。每種模塊都能進(jìn)行快速地安裝和拆除，并有保護(hù)性的措施，使之不會(huì)因?yàn)椴邋e(cuò)位置或方向而燒損。
采用環(huán)形光纖網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成工業(yè)網(wǎng)，具有通信速度快、抗干擾能力強(qiáng)特點(diǎn)。當(dāng)系統(tǒng)中任意一處光纖斷開時(shí)，仍能維持系統(tǒng)的正常通信。
(3)管理層。
采用以太網(wǎng)和無線網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，接人工廠內(nèi)部的以太網(wǎng)，使整個(gè)工廠網(wǎng)絡(luò)一體化，各個(gè)部門通過授權(quán)可以隨時(shí)瀏覽系統(tǒng)的運(yùn)行情況，方便管理。中央控制室的工程師站和操作站是兩臺(tái)完全相同、互為熱備份的主機(jī)，在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)工程師站為監(jiān)控系統(tǒng)的主站，操作站作為客戶端進(jìn)行瀏覽監(jiān)控，當(dāng)工程師站出現(xiàn)異常時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將操作站切換為系統(tǒng)主站，維持系統(tǒng)的正常運(yùn)行。數(shù)據(jù)服務(wù)器主要用于保存系統(tǒng)中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)以及運(yùn)行設(shè)備管理系統(tǒng)、故障診斷系統(tǒng)和能源管理軟件系統(tǒng)。廠長室，總工辦公室和試驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)為系統(tǒng)主站的客戶端。建立一套手機(jī)短信系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過手機(jī)短信發(fā)給相關(guān)人員。
系統(tǒng)功能
根據(jù)污泥處理過程，在污泥處理廠生產(chǎn)區(qū)內(nèi)共設(shè)置4個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站：
(1)污泥前處理單元。
污泥前處理單元完成市政污泥的卸料、貯存、濃度調(diào)配、溫度調(diào)控以及向厭氧消化裝置定量輸送物料的全過程。根據(jù)功能不同，污泥調(diào)配分為初調(diào)和精調(diào)兩個(gè)階段，初調(diào)主要進(jìn)行稀釋和攪拌均勻，精調(diào)使物料進(jìn)一步升溫、恒溫，達(dá)到厭氧消化所需條件。經(jīng)精調(diào)池調(diào)配均質(zhì)好的污泥f含固率10%，溫度38℃)，通過精調(diào)池螺桿泵輸送至厭氧消化裝置(Lipp罐)內(nèi)，系統(tǒng)根據(jù)污泥的各種不同條件，自動(dòng)控制罐內(nèi)的厭氧環(huán)境，使厭氧消化效果較優(yōu)化。消化裝置外部采用熱水伴熱裝置對(duì)厭氧消化裝置進(jìn)行保溫，內(nèi)部采用機(jī)械和水循環(huán)攪拌兩種方式，對(duì)污泥進(jìn)行攪拌。該子系統(tǒng)主要控制污泥濃度調(diào)和、污泥溫度控制，污泥經(jīng)過初調(diào)和精調(diào)后濃度在10%左右，溫度在38℃左右。
(2)污泥脫水單元。
污泥經(jīng)過一定時(shí)問的中溫厭氧消化后，導(dǎo)人消化污泥貯池，由消化污泥貯池潛污泵提升至污泥調(diào)配池，通過進(jìn)料螺桿泵進(jìn)入離心脫水機(jī)，同時(shí)按比例投加絮凝劑藥液。進(jìn)行固液分離。脫水后的沼渣由螺旋輸送機(jī)輸送至沼渣堆放間進(jìn)行翻拋風(fēng)干，沼液進(jìn)入沼液沉淀池，溢流至沼液緩沖池，經(jīng)沼液排水泵提升至沼液處理單元進(jìn)行后續(xù)處理。該子系統(tǒng)采用冗余控制CPU提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，主要控制污泥濃度調(diào)和、污泥溫度、定時(shí)攪拌、定時(shí)加泥、pH值、液位值、連續(xù)出氣等。
(3)沼氣鍋爐系統(tǒng)。
沼氣鍋爐系統(tǒng)主要控制鍋爐系統(tǒng)聯(lián)鎖、保護(hù)(所有聯(lián)鎖設(shè)備均能解除聯(lián)鎖)。鍋爐配帶超壓、鍋爐高低水位保護(hù)，燃燒器具有程序點(diǎn)火及熄火保護(hù)裝置等聯(lián)鎖保護(hù)。日用輕油箱液位與油泵聯(lián)鎖：高位開泵，低位停泵。
(4)沼氣凈化系統(tǒng)。
沼氣凈化系統(tǒng)主要控制沼氣壓力等參數(shù)，完成沼氣的脫硫、沼氣中二氧化碳的回收。
PLC控制系統(tǒng)在污泥處理系統(tǒng)中的使用，充分滿足了污泥處理的減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化的要求?？底靠萍嘉鬯幚碜钥叵到y(tǒng)PLC采用西門子、羅克韋爾、施耐德、三菱、歐姆龍、臺(tái)達(dá)等國內(nèi)外知名品牌，PLC作為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的控制系統(tǒng)，可替代性好，可以輕松實(shí)現(xiàn)污水污泥處理廠的自動(dòng)化運(yùn)行。
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