污泥脫水系統自動化控制的探討

周凌峰

摘 要：污泥脫水設備的應用可以保護環境，自動化控制技術在污泥脫水中可以提高工作效率。對某污泥脫水系統進行概述，重點對污泥脫水系統自動控制系統進行了闡述，并詳細探討了自動控制系統對工藝的控制。

關鍵詞：污泥脫水；自動化系統；控制

一、某污泥脫水系統簡介

某污泥脫水系統沉淀池的制水能力設計70萬m3/d，利用在沉淀池安裝的排泥機，通過虹吸——泵吸的形式吸出泥水，設計泥水量的吸出能力為6800-12600t/d左右，含固率大約為0.5%-1%。

為了將較低濃度的排泥水變成較高濃度的排泥水，利用排泥將泥水輸送到污泥濃縮池，利用濃縮與絮凝分類，通過旋轉刮泥機將匯集到濃縮池底部的污泥利用重力作用排放到污泥平衡池，濃縮池內的上清液直接排放到雨水管道。

某污泥脫水系統設置3座平衡池，為了預防平衡池中污泥出現沉淀及淤積的問題，在平衡池設置潛水型攪拌機。通過柱塞泵進行吸泥，加入高分子絮凝劑，從而可以改善污泥脫水效果。

二、某污泥脫水系統自動控制系統

污泥脫水系統自動化控制系統通過PLC自動操作、MCC手動操作、PLC手動操作實現。通過一臺PLC主工作站實現了對整個污泥脫水系統的控制，在自動控制中處于一級控制，利用10臺uPLC控制器控制進泥柱塞泵、板框壓慮機等單體設備。在設備現場進行全部uPLC控制器的安裝，通過Panel View550觸摸屏的配置實現了監控現場與調整技術參數。

利用PLC自動操作、MCC手動操作、PLC手動操作實現污泥脫水系統自動化控制。利用一臺PLC主工作站，控制整個的污泥脫水系統，自動控制中位于一級控制地位。通過10臺uPLC控制器對泥柱塞泵、板框壓慮機等獨立設備進行控制。所有uPLC控制器在設備現場安裝，對現場監控與技術參數的調整是基于Panel View550觸摸屏配置實現的。

（一）PLC的控制方式

PLC系統的控制具有兩種方式即“自動控制”與“手動控制”。當MCC柜上控制轉換開關轉換到“自動控制”，機電設備受到虛擬控制按鈕的控制，利用點擊“手動控制”或“自動控制”，對相應控制操作進行激活。

（二）自動控制系統的處理器及通訊

采用1756-L55M14作為主PLC工作站處理器模塊，處理器和Ethernet、Devicenet等的通訊是基于ProSoft等第三方提供系統通訊接口，插入有關通訊接口模塊實現的。

1）與其他PLC工作站的通訊以及與中控室的通訊是基于冗余Controlnet實現的；

2）檢測配電系統的電流、電壓以及開關的狀態等是基于Modbus現場總線連接MCC機柜實現的；

3）利用Devicenet現場總線等連接變頻器等，從而對柱塞泵等設備的頻率、電流以及電壓等進行檢測。

（三）報警與安全權限管理

污泥脫水系統的自動化控制系統報警包括“報警提示”與“報警警示”兩種，提示報警對用戶進行提示，對于設備操作而言，PLC并不能進行直接的干預；警示報警一方面PLC控制器對設備操作進行控制，另外一方面，對用戶進行提示。不管哪種方式的報警，都包括提示報警、確認報警以及記錄報警等。操作人員基于報警歷史記錄，對于某時期產生的報警、報警時間確認、報警解除等信息進行查詢。

為了確保系統的安全，不同操作人員的權限不同。根據不同安全級別，RSView32設置用戶操作權限。分別設置管理員用戶、操作人員用戶以及游客用戶等進行權限設置，除了游客身份，其他用戶需要通過系統的登錄才能進入到相應權限界面。

（四）自動化控制系統的安全穩定

為了確保系統的穩定，現場控制與信號測量線都使用橫截面積超過0.5平方毫米的導線，從而機械強度得到保障，減少導線傳輸信號的損失，增強抵抗干擾的能力。自動化控制系統的電控系統不但通過上位計算機滿足對污泥脫水裝置PLC控制系統啟動、急停、停機的遙控，同時，能夠通過現場電控箱實現對單臺污泥脫水設備的自動運行及手動操作。

三、污泥脫水系統自動控制系統對工藝的控制

（一）對濃縮池與平衡池的控制

排泥水被從沉淀池的底部吸出，流量與和濁度由于制水量的變化而變化，不確定性比較大。通過冗余Control Net通信網絡向污泥的脫水機主PLC工作站產地排泥機的工作狀態、排泥池液位等信息，從而確保污泥脫水系統滿足生產變化的需要，在輸送排泥水的管道上對用來計量與監控的超聲波液位計、電磁流量計、低濁度測定儀、管道泥位計等進行安裝，確保準確表示進入到濃縮池的排泥量。

利用氣動管夾閥控制進入到濃縮池的排泥水的流量，對濃縮池上清液濁度的變化利用PLC進行檢查。當設定了較低值的濁度，就會使得液位降低，從而氣動管夾閥降低。上清液的濁度升高時，并且比設定值高時，控制氣動管夾閥是利用PLC實現的，使其關閉。

（二）對濃縮池與平衡池的控制

通過uPLC控制藥劑的配比：

1）基于一定配比對雙螺旋給料機粉末的進料以及清水進行控制；

2）在熟化罐內，溶液的攪拌與時間進行控制；

3）控制變頻螺桿計量泵的藥劑的存儲、輸送等。

進泥柱塞泵控制絮凝劑的加入量，在吸泥的過程中，柱塞泵對絮凝劑進行吸收，加注絮凝劑的量和柱塞泵的進泥量同比。液壓驅動立式柱塞泵對板框壓慮機的進泥進行控制。開始進泥時，對板框壓慮機活動端版進行關閉，此時柱塞泵進泥，進泥一段時間，慮板腔體壓力增大，降低柱塞泵進泥的沖程，直到全部停止。主PLC工作站發出啟動柱塞泵進泥的命令。

四、結語

利用污泥脫水系統使得污染降低，減少有害物質排放，從而有效保護環境，越來越多的企業、學者及技術人員給予了關注。利用板框壓慮機構成污泥脫水系統，其工作效率比較高，并且和通過離心機構成的污泥脫水系統相比，控制系統也更加的復雜。

參考文獻：

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