進水、出水泵站聯動在污水廠自控系統中的應用

王延萍 煙臺市辛安河污水處理有限公司

由于氣候、生活和生產方式，各大城市的污水不均勻。在大型污水處理廠的生產過程中，往往有非常不均進水量情況，進、出水泵站的性能不均衡，污水流量遠遠落后于生產。為確保生產安全，妥善解決進、出廠污水流量的分配問題，某污水處理廠水泵進、出口自主控制和汛期調度聯合方案，確保泵安全運行，消除事故風險，提高生產率。

一、概況

1.自控系統污水廠設計原則。自動化污水處理系統的設計是整個污水處理廠的一個重要方面。正確的自動控制系統提高了污水管理效率，降低了能耗，降低了成本。污水處理設施的布局通常是分散的，因此每個設施都有自己的自動化系統，通常由自動化系統控制。不同污水處理廠可根據情況采用不同的自動控制系統，但必須遵守設計原則。

2.污水處理設施的功能。污水系統自動控制系統的主要功能是數據收集、分析、傳輸和使用。處理單元由數據處理、分析和集成控制和調整。每個處理單元都有一個在線傳感器。根據不同的控制指標，會創建不同的傳感器，以連續污水指指標在線檢測。從自動控制系統檢索數據后，將分析收集的數據，并將分析結果發送到每個處理單元。也可以在線上控制每個程序單元的功能。故障在自動控制運行過程中是不可避免的。自動控制可以捕獲異常信號的值并返回給控制。控制器發出相應的指令并報警。自動控制系統管理功能也是一項重要功能。管理功能是污水處理值精細控制的先決條件。

二、自控系統描述

1.系統的組成。采用A/O 方法對大型污水處理。控制系統由中央監控站、PLC 控制站和通信網絡組成。采用DCS 分散控制進行集中監控和管理。生產控制部門負責工廠的監控和數據收集。中央監測站位于污染設施中心的中央控制室內。它主要由受監控的計算機、受管計算機、模擬顯示器、ups電源、報告、警報打印機、光纖交換機和在污水處理值的所有技術領域建立PLC 控制組成。主要通信網絡主要由機柜PLC、可編程控制器、觸摸屏和網絡接口組成，用作以太網CMCT 環形網絡。通信介質為光纖。PLC 控制單元安裝在進、出水泵房。MCC控制臺上的變頻器等電氣設備通過固定電纜和現場總線連接到控制柜PLC 上。該系統使用SYSMAC—CSl 系列PLC。該系統由Devicenet、ControllerLinkEthcrnet 三 個 級 別組成。其功能強大、穩定且可擴展的系統。最適合于自動化控制系統在大型污水處理廠的應用。

2.系統功能。現場PLC 控制分別執行參數設置、數據顯示、自動控制、數據通信等。中央監控計算機通過以太網主電路向所有主要位置傳輸和收集數據，實時顯示數據和過程狀態，并允許對控制程序進行調整以適應進、出水流量的變化，從而識別需要立即解決的問題。中央管理計算機可以實時備份數據，并根據用戶要求生成實時和歷史報告。

3.控制模式。該系統采用MCC 控制柜、中央控制中心監測計算機遠程運行情況，并在施工現場對PLC 進行三級控制，使PLC控制站能夠獨立工作，并在中央控制中心的共同領導下進行協調。

三、水泵優化控制

1.水泵組成。提升泵的控制采用水池浮球及超聲波液位計對水位高度檢測。使用PLC 控制增加泵停止和運行數量。水強時打開泵，小時停泵使水位高度保持恒定。

2.調速泵的最優控制。泵的數量有操作員選擇。調速泵的頻率隨水位變化而下降。液位范圍為l1、l2、L3、L4 等，已分區。受控LCD 調速泵的頻率逐漸變化，即在25 至50hz 的頻率下，隨著液面的變化，頻率會降低。如果故障，備用調速泵將自動啟動。

3.泵的優化控制定速水泵的控制原則。應遵守每臺定速泵每小時啟泵次數小于6次，每次啟泵時間間隔應大于10 分鐘，無論何種情況不得同時啟動2 臺及2 臺以上恒泵。速泵的控制方式有兩種：當液面發生變化時，定速水泵會增大或減小。當液位達到設定值L1 時，泵將以啟動。當水位達到定義的下一個水位L2 時啟動第二個水泵。水位上升時，泵逐漸起動。即使水位下降，泵也逐漸停止。第二種選擇是根據水位趨勢控制恒流泵的上升，以確定水位在一定時期內是上升還是下降。向上增加泵，向下減少泵。為了避免重復啟動恒流泵，控制程序計算每個恒流泵的運行時間，并使用堆棧算法或冒泡算法時間序列。短運行時間定速泵先投入，運行時間較長的泵先退出。該程序以定速泵依次循環使用。目的是確保每臺定速泵運行的時間大致相同。如果運行2 小時定速水泵故障方式，控制程序將自動停止泵的運行。定速泵遵循先開先停、后開后停、故障停機、自動補位原則，確保泵在相應液位下以相應數量工作。

在大型污水處理廠，分布式控制系統可以在沒有人力值守和人力資源少的情況下運作。自動控制應用于該污水處理廠的污水處理廠，從而對進出水量進行了良好的控制。該系統運行可靠，泵控制安全且經濟實惠。這對發展現代污水處理自動化至關重要。