污水處理廠進(jìn)水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

南京康卓環(huán)境科技有限公司是國(guó)內(nèi)知名的污水處理廠、泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工程施工廠家，康卓科技PLC電氣工程師介紹：進(jìn)水泵房在污水處理廠中是一個(gè)關(guān)鍵單元，其自動(dòng)而可靠的運(yùn)行不僅可以保護(hù)設(shè)備、保障平穩(wěn)進(jìn)水，還可以節(jié)省大量的人力和物力，因此進(jìn)水泵房的自動(dòng)控制在整個(gè)污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)中是非常重要的組成部分。

 

 

 

　　以康卓科技施工的某污水處理廠污水處理能力為30萬(wàn)噸/日，進(jìn)水泵房2座，1#進(jìn)水泵房裝有10臺(tái)進(jìn)水泵，其中有2臺(tái)是變頻運(yùn)行，2#進(jìn)水泵房裝有5臺(tái)進(jìn)水泵，其中有1臺(tái)是變頻運(yùn)行。現(xiàn)以1#進(jìn)水泵房為例來(lái)說(shuō)明基于PLC的進(jìn)水泵房自動(dòng)控制系統(tǒng)。

 

進(jìn)水泵房控制系統(tǒng)

　　1#進(jìn)水泵房裝有10臺(tái)進(jìn)水泵和一套超聲波液位計(jì)，泵房控制系統(tǒng)分為：現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)、MCC保護(hù)控制、PLC控制、VDU控制，現(xiàn)將各種控制方式做一下初步介紹：

　　手動(dòng)控制：現(xiàn)場(chǎng)控制箱控制方式選擇旋鈕打在手動(dòng)位置，水泵由現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)、停止按鈕控制。該方式控制級(jí)別高于PLC方式和VDU方式。

　　　MCC保護(hù)保護(hù)控制：一旦水位達(dá)到報(bào)警高度，MCC（電機(jī)控制中心）接管水泵控制，無(wú)論水泵在何種控制方式下，MCC都將根據(jù)時(shí)間序列開(kāi)啟水泵，直到液位達(dá)到較低液位。同樣，一旦水位達(dá)到較低液位，MCC將停止所有水泵，但同時(shí)交出水泵控制權(quán)。

　　VDU控制方式：VDU是Video Dishplay Unit的縮寫(xiě)，也就是視頻顯示單元控制，其實(shí)也就在上位機(jī)人工啟停進(jìn)水泵，類(lèi)似遠(yuǎn)程手動(dòng)。

　　PLC控制方式：PLC根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水位自動(dòng)開(kāi)啟、關(guān)閉進(jìn)水泵，保持進(jìn)水泵房水位的相對(duì)穩(wěn)定，同時(shí)避免設(shè)備的頻繁啟動(dòng)，該方式是自動(dòng)控制的關(guān)鍵。

 

 

升級(jí)改造前的進(jìn)水泵房PLC自動(dòng)控制

　　升級(jí)改造前進(jìn)水泵房裝有10臺(tái)進(jìn)水泵，無(wú)變頻泵運(yùn)行。由于進(jìn)水泵房比較小，調(diào)節(jié)的液位范圍不超過(guò)50厘米，同時(shí)還需考慮水泵的開(kāi)啟間隔時(shí)間，故一般的根據(jù)不同液位開(kāi)啟水泵的控制方式不適合此工況，故采用了以下方式控制：

　　1、設(shè)定高液位LH1點(diǎn)：一旦水位高于LH1點(diǎn)，那么系統(tǒng)每隔10秒鐘開(kāi)啟一臺(tái)進(jìn)水泵，直到液位低于LH1點(diǎn)。該點(diǎn)考慮了水泵的開(kāi)啟要求，也就是同一臺(tái)泵開(kāi)啟間隔為6分鐘。

　　2、設(shè)定低液位點(diǎn)LL1：一旦水位低于LL1點(diǎn)，那么系統(tǒng)每隔10秒鐘關(guān)閉一臺(tái)進(jìn)水泵，直到液位高于LL1點(diǎn)。

　　3、設(shè)定高高液位點(diǎn)LH2：一旦水位高于LH2點(diǎn)，那么系統(tǒng)每隔2秒鐘開(kāi)啟二臺(tái)進(jìn)水泵，直到液位低于LH2點(diǎn)。LH2點(diǎn)不考慮水泵的開(kāi)啟要求，因?yàn)橐坏┓磻?yīng)不及時(shí)，MCC將接手控制，而MCC控制為保護(hù)控制，也不考慮水泵的開(kāi)啟間隔。

　　4、設(shè)定低低液位點(diǎn)LL2：一旦水位低于LL2點(diǎn)，那么系統(tǒng)每隔2秒鐘關(guān)閉二臺(tái)進(jìn)水泵，直到液位高于LL2點(diǎn)。

　　此控制模式有效避免了控制系統(tǒng)由于采用液位控制，且液位調(diào)節(jié)范圍很?。▋H不超過(guò)50厘米），造成的水泵頻繁開(kāi)啟，和MCC接受控制而造成的起停震蕩；同時(shí)，此控制系統(tǒng)采用循環(huán)啟閉水泵，沒(méi)必要在開(kāi)啟水泵時(shí)考慮較短運(yùn)行時(shí)間的泵優(yōu)先開(kāi)啟，從而簡(jiǎn)化了編程，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間觀察，此方法完全可以保障水泵均勻運(yùn)行。

 

 

升級(jí)改造后的進(jìn)水泵房PLC自動(dòng)控制

　　2014年該污水處理廠進(jìn)行了一級(jí)A升級(jí)改造，升級(jí)改造后進(jìn)水泵房仍裝有10臺(tái)進(jìn)水泵，但將其中2臺(tái)進(jìn)水泵改為變頻運(yùn)行。考慮到增加了變頻泵的控制，同時(shí)控制液位仍然只有50厘米，而濟(jì)南市由于管網(wǎng)改造等原因，對(duì)污水廠進(jìn)水泵房液位高度提出了更高的要求，所以，重新編寫(xiě)了泵房控制程序。新的控制系統(tǒng)仍然是4種控制方式：現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)、MCC保護(hù)控制、PLC控制、VDU控制。其中現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)、MCC保護(hù)控制與原系統(tǒng)完全一致，VDU控制基本一致，但因?yàn)樵黾恿俗冾l進(jìn)水泵的頻率調(diào)節(jié)控制，PLC控制方式發(fā)生了重大改變，其控制方式為：

　　1、設(shè)定水位控制點(diǎn)L0：L0點(diǎn)是水位控制目標(biāo)（該水位上位機(jī)可調(diào)），當(dāng)水位高于該點(diǎn)時(shí)，變頻泵頻率每T秒（該時(shí)間上位機(jī)可調(diào)）減少5赫茲，直到較低頻率；當(dāng)水位低于該點(diǎn)時(shí)，變頻泵頻率每T秒增加5赫茲，直到較高頻率。

　　2、設(shè)定高液位H1：當(dāng)水位高于該點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)將每10秒啟動(dòng)一臺(tái)非變頻進(jìn)水泵，一直到液位低于H1為止。

　　3、設(shè)定低液位L1：當(dāng)水位低于該點(diǎn)時(shí)，變頻泵頻率每10秒關(guān)閉一臺(tái)非變頻進(jìn)水泵，一直到液位高于L1為止。

　　4、設(shè)定高液位H2：當(dāng)水位高于該點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)將每5秒啟動(dòng)兩臺(tái)非變頻進(jìn)水泵，一直到液位低于H2為止。

　　5、設(shè)定低液位L2：當(dāng)水位低于該點(diǎn)時(shí)，變頻泵頻率每5秒關(guān)閉兩臺(tái)非變頻進(jìn)水泵，一直到液位高于L2為止。

　　在上位機(jī)監(jiān)控界面上，設(shè)置了L0點(diǎn)、H1點(diǎn)、L1點(diǎn)、H2點(diǎn)、L2點(diǎn)、間隔時(shí)間T等參數(shù)設(shè)置界面，以便運(yùn)行人員根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況調(diào)整參數(shù)，達(dá)到運(yùn)行較佳狀態(tài)。

 

　　改造后進(jìn)水泵房自動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行1年多，未出現(xiàn)控制不穩(wěn)定或者液位過(guò)高造成管網(wǎng)溢水等事故，并且通過(guò)充分利用變頻調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)約能源、降低能耗的作用，缺點(diǎn)是需要至少保證一臺(tái)變頻泵完好運(yùn)行，否則無(wú)法實(shí)現(xiàn)恒液位控制。

 

 

污水處理廠進(jìn)水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)總結(jié)

　　康卓污水處理廠進(jìn)水泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于PLC的進(jìn)水泵房自動(dòng)控制在整個(gè)污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)中是非常重要的組成部分。PLC是專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一種專(zhuān)用微機(jī)，它的高可靠性和較強(qiáng)適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力保證了控制系統(tǒng)的高可靠性。由于PLC模塊化的功能,軟件又采用統(tǒng)一的結(jié)構(gòu),若加大處理規(guī)模,只需增加相應(yīng)的功能模塊,增加適當(dāng)?shù)能浖δ芫涂稍谳^小的投入下很方便地實(shí)現(xiàn)規(guī)模擴(kuò)展?；赑LC的進(jìn)水泵房自動(dòng)控制系統(tǒng)運(yùn)行非常可靠,大大提高了污水處理廠的自動(dòng)化水平,對(duì)能源和設(shè)備的利用更加合理，并實(shí)現(xiàn)了節(jié)約能源、降低能耗，為促進(jìn)城市與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮著極其重要的作用。