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污水處理廠進水泵站自動控制系統(tǒng)設(shè)計

南京康卓環(huán)境科技有限公司是國內(nèi)知名的污水處理廠、泵站自動化控制系統(tǒng)設(shè)計、工程施工廠家，康卓科技PLC電氣工程師介紹：進水泵房在污水處理廠中是一個關(guān)鍵單元，其自動而可靠的運行不僅可以保護設(shè)備、保障平穩(wěn)進水，還可以節(jié)省大量的人力和物力，因此進水泵房的自動控制在整個污水處理廠自動控制系統(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30萬噸/日，進水泵房2座，1#進水泵房裝有10臺進水泵，其中有2臺是變頻運行，2#進水泵房裝有5臺進水泵，其中有1臺是變頻運行。現(xiàn)以1#進水泵房為例來說明基于PLC的進水泵房自動控制系統(tǒng)。

 

進水泵房控制系統(tǒng)

　　1#進水泵房裝有10臺進水泵和一套超聲波液位計，泵房控制系統(tǒng)分為：現(xiàn)場手動、MCC保護控制、PLC控制、VDU控制，現(xiàn)將各種控制方式做一下初步介紹：

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

　　　MCC保護保護控制：一旦水位達到報警高度，MCC（電機控制中心）接管水泵控制，無論水泵在何種控制方式下，MCC都將根據(jù)時間序列開啟水泵，直到液位達到較低液位。同樣，一旦水位達到較低液位，MCC將停止所有水泵，但同時交出水泵控制權(quán)。

　　VDU控制方式：VDU是Video Dishplay Unit的縮寫，也就是視頻顯示單元控制，其實也就在上位機人工啟停進水泵，類似遠程手動。

　　PLC控制方式：PLC根據(jù)現(xiàn)場水位自動開啟、關(guān)閉進水泵，保持進水泵房水位的相對穩(wěn)定，同時避免設(shè)備的頻繁啟動，該方式是自動控制的關(guān)鍵。

 

 

升級改造前的進水泵房PLC自動控制

　　升級改造前進水泵房裝有10臺進水泵，無變頻泵運行。由于進水泵房比較小，調(diào)節(jié)的液位范圍不超過50厘米，同時還需考慮水泵的開啟間隔時間，故一般的根據(jù)不同液位開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：一旦水位高于LH1點，那么系統(tǒng)每隔10秒鐘開啟一臺進水泵，直到液位低于LH1點。該點考慮了水泵的開啟要求，也就是同一臺泵開啟間隔為6分鐘。

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

　　3、設(shè)定高高液位點LH2：一旦水位高于LH2點，那么系統(tǒng)每隔2秒鐘開啟二臺進水泵，直到液位低于LH2點。LH2點不考慮水泵的開啟要求，因為一旦反應(yīng)不及時，MCC將接手控制，而MCC控制為保護控制，也不考慮水泵的開啟間隔。

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

　　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50厘米），造成的水泵頻繁開啟，和MCC接受控制而造成的起停震蕩；同時，此控制系統(tǒng)采用循環(huán)啟閉水泵，沒必要在開啟水泵時考慮較短運行時間的泵優(yōu)先開啟，從而簡化了編程，經(jīng)長時間觀察，此方法完全可以保障水泵均勻運行。

 

 

升級改造后的進水泵房PLC自動控制

　　2014年該污水處理廠進行了一級A升級改造，升級改造后進水泵房仍裝有10臺進水泵，但將其中2臺進水泵改為變頻運行。考慮到增加了變頻泵的控制，同時控制液位仍然只有50厘米，而濟南市由于管網(wǎng)改造等原因，對污水廠進水泵房液位高度提出了更高的要求，所以，重新編寫了泵房控制程序。新的控制系統(tǒng)仍然是4種控制方式：現(xiàn)場手動、MCC保護控制、PLC控制、VDU控制。其中現(xiàn)場手動、MCC保護控制與原系統(tǒng)完全一致，VDU控制基本一致，但因為增加了變頻進水泵的頻率調(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L0：L0點是水位控制目標（該水位上位機可調(diào)），當水位高于該點時，變頻泵頻率每T秒（該時間上位機可調(diào)）減少5赫茲，直到較低頻率；當水位低于該點時，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：當水位高于該點時，系統(tǒng)將每10秒啟動一臺非變頻進水泵，一直到液位低于H1為止。

　　3、設(shè)定低液位L1：當水位低于該點時，變頻泵頻率每10秒關(guān)閉一臺非變頻進水泵，一直到液位高于L1為止。

　　4、設(shè)定高液位H2：當水位高于該點時，系統(tǒng)將每5秒啟動兩臺非變頻進水泵，一直到液位低于H2為止。

　　5、設(shè)定低液位L2：當水位低于該點時，變頻泵頻率每5秒關(guān)閉兩臺非變頻進水泵，一直到液位高于L2為止。

　　在上位機監(jiān)控界面上，設(shè)置了L0點、H1點、L1點、H2點、L2點、間隔時間T等參數(shù)設(shè)置界面，以便運行人員根據(jù)實際運行情況調(diào)整參數(shù)，達到運行較佳狀態(tài)。

 

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

 

 

污水處理廠進水泵站自動控制系統(tǒng)設(shè)計總結(jié)

　　康卓污水處理廠進水泵站自動控制系統(tǒng)設(shè)計基于PLC的進水泵房自動控制在整個污水處理廠自動控制系統(tǒng)中是非常重要的組成部分。PLC是專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的一種專用微機，它的高可靠性和較強適應(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?shù)能浖δ芫涂稍谳^小的投入下很方便地實現(xiàn)規(guī)模擴展。基于PLC的進水泵房自動控制系統(tǒng)運行非?？煽?大大提高了污水處理廠的自動化水平,對能源和設(shè)備的利用更加合理，并實現(xiàn)了節(jié)約能源、降低能耗，為促進城市與社會可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮著極其重要的作用。