基于PLC的远程监控系统在污水处理中的应用 3页

第22卷第2期仪器仪表用户EICVo1．222015年4月NSlTRUMEN1_ATlON2015No．2基于PLC的远程监控系统在污水处理中的应用唐靖伟，王鹏，许德浩(1．盘锦北方沥青股份有限公司，辽宁盘锦124022；2．天津中环自动化技术控制设备有限公司，天津300384)摘要：随着现代化工业的发展，PLC技术在工业生产中的应用越来越广泛。本文针对沥青厂中的污水处理问题，设计了一种基于PLC的远程监控系统。系统可根据污水处理的工艺特点，对相关设备进行自动控制，实现无人值守。通过该系统在沥青厂的实际应用，排水检测结果达到国家污水综合排放标准二类二级标准。同时系统运行稳定、故障率低、自动化程度高，为企业节省了大量运行成本，取得了良好的运行效果。关键词：PLC；污水处理；自动控制中图分类号：TH文献标识码：A文章编号：1671-1041(2015)02-00030-03TheApplicationofPLCRemoteMonitoringSysteminWastewaterTreatmentTangJingwei，WangPeng2，XuDehao(1．PanJinNorthernAsphMtCo．，LTD，LiaoningPanJin，124022，China；2．TianJinZhongHuanAutomationTechnicalControlEquipmentCo．，LTD，TianJin，China)Abstract：Withthedevelopmentofmodernindustry，PLCtechniqueisappliedmoreandmoreextensivelyinindustrialproduction．Aimingattheproblemofsewagetreatmentintheasphaltplant，thisarticledesignsakindofautomaticcontrolsystemofmulti—linkbasedonPLC．Thissystemcanachieveautomaticcontrolandunattendedoperationonrelatedequipmentaccordingtothecharacteristicsofthewastewatertreatment．Throughtheactualuseintheasphaltplantofthissystem，thedrainagetestresultsreachclasstwoleveltwogradeofthenationalintegratedwastewaterdischargestandard．Meantime，thesystemrunssteadily，italsohaslowfaultrateandhighdegreeofautomation，itsavesalotofoperatingcostsfortheenterprises，achievedgoodresults．Keywords：programmablelogiccontroller(PLC)；sewagedisposal；automation0引言1污水处理工艺流程及系统构成目前，污水处理的主导工艺有AB法与SBR法⋯。本文水是人类生活和国民经济发展的不可或缺的重要部中的污水处理选用SBR法，是序批式活性污泥法的简称，分。随着现代化社会的发展，水污染成为阻碍社会发展的重要问题。其中，工业水污染问题尤为严重。工业废水是一种连续进水、间歇曝气、间歇排水的工艺。它的原理是通过微生物的活动来净化污水。具有污染物种类多、成分复杂、化学需氧量(COD)浓度SBR污水处理系统组成及工艺流程如图l所示。高、可生化性差、毒害性大等特点。如果不对其进行有效的综合治理，必将造成严重的环境污染和生态破坏，危害污水通过主管道进人格栅间，通过粗格栅将体积较大人类健康，阻碍经济的可持续发展。早期的工业污水处理的固体物过滤，再通过细格栅将体积较小的固体物进一步进出水切换复杂，控制设备多，非常不便于运行与管理，过滤。适时开启栅渣压榨输送一体机将过滤出的固体堆积限制了其发展。随着科学技术的不断发展，计算机和自动物进行压榨并外运。经过预处理后，通过大型潜水泵将污控制技术的加入，污水处理问题迎刃而解。本文设计了一水输送至调节池，等待下一步处理。污水进入调节池后，种基于PLC的远程监控系统，对污水处理过程进行自动控通过提升泵，将污水输送至沉砂池进行砂水分离，污水进制和远程监控，大大提高了污水处理系统的工作效率和稳入SBR池。适时将砂水分离器分离出的干砂外运，清液回定性。流至调节池。SBR反应池为整个工艺的核心，处理周期由进水、反应(曝气)、搅拌、闲置和滗水5个过程组成，反收稿日期：2015一叭一28作者简介：唐靖伟(1972一)，男，本科，高级工程师，从事石油化工自动化控制，供热工程技术管理工作。\n\n32仪器仪表用户INSTRUMENTATION第22卷控制二氧化氯消毒机、排泥泵等电气设备。连接余氯监测连通介质，其稳定性和实效性直接决定了整个系统的运行仪作为模拟量输入信号，实时监测消毒后清水中的余氯指状况好控制功能【41。本文设计的通讯网络以Ethemet／IP协议标，以满足排放标准。连接污泥界面仪作为模拟量输入信为基础。利用光纤将分布式PLC和上位机连接，在中控室号，实时监测污泥池中污泥界面高度，达到设定高度时，设立以太网交换机，组成以太网络，确保通讯的稳定和实自动启动排泥泵，将污泥外排，低于设定高度时，停止排效性。同时，由于采用光纤以太网通讯，将各PLC分布在泥泵。相应的工艺区域，使得仪表、电气等设备的连接电缆长度大大减少，节省了大量施工成本[5-6]。3监控中心的设计通讯网络除以太网外，还对外开放Modbus通讯接口，监控中心设上位机两台作为操作员站(其中一台兼工可通过RS485通讯协议方便扩展连接第三方设备，系统的扩程师站)，打印机一台用于打印历史趋势、运行报表等。展性、可兼容性大大提高。软件采用西门子Wincc上位机软件，与下位机通讯简单，组系统预留GPRS无线通讯模块，方便将运行数据实时无态方便。主监控系统界面如图3所示。线上传到环保部门的监控中心。主监控系统界面将工艺流程、仪表数据显示、流量累5结论计、自动运行参数设定、设备运行状态反馈及各设备控制功能集中显示，非常便于操作员对现场运行状态的观察和本系统自投入运行以来，日处理污水能力可达5000t。控制。各设备均设手动、自动两种运行模式，可根据实际经检测：pH值、悬浮物浓度(SS)、5日生化需氧量运行情况投入自动运行。对反应池中的曝气、搅拌、闲置(BOD5)、化学需氧量(COD)、氨氮、总余氯等检测等过程可进行自动运行时间及运行次数的设定，并可往复指标均符合国家排放标准，污水处理达到理想效果。由于循环运行。另外，监控系统集历史趋势查询、操作记录查采用基于PLC的远程监控系统，整个污水处理系统运行平询、报警记录查询、运行报表查询等功能与一体，并可通稳，故障率极低，自动化程度高，操作灵活简便，基本实过中控室设立的打印机实时打印。现了无人职守运行，为企业节省了大量运行成本。该系统主要特点为：1)各潜水泵、提升泵可根据液位自动启停；各泵可根参考文献：据运行时间优先启动运行时间相对较少的泵，避免长期运⋯1王曙光．s7—300／400PLC入门与开发实例Ⅱ1_2009，2(1)：15—18．行某泵导致磨损过大。【2]李建平，石奋苏．基于Profibus—DP总线的污水处理系统U】．微计2)曝气时间、曝气间隔时间、搅拌时间、搅拌间隔时算初信息，2009(25)：52-54．间、循环运行次数等参数均可根据实际运行情况在监控画【31李亿，张莉娜．污水处理工程中的自动控制系统Ⅱ】l漳州师范学院面实时调整，方便用户对于污水处理过程的控制，可实现学报．2006，1：54—58．【41苏云，潘丰，肖应旺．基于组态王与PLC的远程控制系统U)．工业无人值守，节省了大量人力及运行成本。仪表与自动化装置，2004，2．4通讯网络的设计[5】邵裕森，戴先中．过程控制工程【M】．北京：机械工业出版社，2000．【6l雷霖．PLC通信技术及其应用研究⋯．自动化与仪器仪通讯网络是上位机监控系统和下位机PLC控制系统的表．1999，5：25—27．(上接第29页)录，确保计量数据的准确度和可靠性。在实际维护修理过[21李松严，曹国法．基于Dcs／MEs／ERP三层架构的铝冶炼企业管程中，各种故障的现象比较复杂，沉着冷静，灵活运用，控一体化数据采集策略Ⅱ】．工业控制计算机，2009．【3]徐州三原电力测控技术有限公司．电子皮带秤301型称重仪表使才能在第一时间排除零点漂移、间隔漂移、皮带跑偏、没用说明书[z】．徐州．有流量等各种易发故障。此外，管理人员应科学管理，强【4]李冬．传感器在电子皮带秤中的应用⋯．机械制造与研化责任，发挥设备最大效率。究，2009，38(01)：43-44，68．[5】柯小毛．ICS电子皮带秤计量精度影响因素分析卟中国西部科参考文献：技，2013，12(05)：41-42．⋯邢真武．浅谈ICS电子皮带秤的应用与维修[J】．矿山机[6J张治国，刘响．电子皮带秤的故障检查及处理U】l计量与测试技械，2007(09)：95-96．术，2002(04)：30—31．