基于PLC的MBR污水处理控制系统设计 -.pdf

基于 P L C的 M B R污水处理控制 系统设计黄敏 基于 P L C的 MB R污水处理控制系统设计 D e s i g n o f Se wa g e Tr e a t me n t Co n t r o l Sy s t e m B a s e d o n PL C f o r MBR 黄 敏 株洲市环境监测中心站，湖南株洲4 1 2 0 0 7 [ 摘要] 提 出一种基 于 P L C的 M B R污水处理控制 系统的设计 ，解决 了污水处理 系统 中人工换膜 的 问题。避免了人为因素对系统可靠性的影响。现场试验表明，系统各项性能指标稳定可靠。 [ 关键词 ] 污水处理 ；自动控制；MB R；P L C [ 中图分类号]T Q 0 5 1 ．5 [ 文献标识码 ] A 引言 近年来 ，随着 国家资源节 约型和环境 友好型 社会的提出，绿色环保的观念 已经深入人心。政 府对污水处 理 的投资 日益加 大，采用先 进、实用 的技术改造传统工艺 。在环保 工程 中广泛采用先 进 的自动控 制技术 ，是推动环 保产业升 级 ，实现 环保发展战略 的重要环 节。在这种形 势下工业 污 水处理 自动化控制系统无疑是 一个具 有 巨大 的社 会效益 、环境效益及经济效益的研究课题 。 1 污水 处理相关介绍 根据 G B 1 8 9 1 8 2 0 0 2 城镇污水处理厂污染物 排放标准 以及 G B 1 9 4 3 1 2 0 0 4味精行业污染 物排放标 准 j ，污水 处理指 污水进 行河 流排放 前 ，为达到某一水体或达到再次使用的水质要求， 对其进行净化 的过程 。污水处理厂必 须遵守 国家 制定的标准来进行污水 处理 ，使之 能达到相应 的 排放标准。如一级 A标准 的化 学需 氧量 C O D 日 排放浓度必须限制在5 m g ／ L以内，一级 B标准 的化学 需 氧 量 C O D 日排 放浓 度 必 须 限制 在 6 0 m g ／ L以内，二级标准和三级标 准则分别 限制在 1 0 0 m g ／ L和 1 2 0 m g ／ L以内。每个 基本控 制项 目都 有其严格的日 排放浓度的最高允许值。 2系统设计 2 ． 1 系统组成 本系统由格栅 、调节池 、MB R生化处理 系统 ， 中水箱等 组成。首先将污水 通入到格栅 中，经 过第一次过滤后进 入调节池 ；在调 节池 中有些反 应对水质 、水量 和冲击负荷较 为敏感 ，调 节池起 到均质 和 均量 的作 用 ，兼 有沉 淀、混 合、加 药、 中和和 预酸 化 等功 能。MB R生 化处 理 系统包 括 MB R前端预处理池以及 MB R反应池，对 污水中的 C O D＼B O D 、总磷 、总氮进行去除 ，使出水水质稳 定在一定标准范 围内，以及进行好 氧生化反应和 膜的过滤和截留污泥。中水箱接收从 MB R生化处 理系统 中的 MB R反应池处理过的水 ，而中水箱又 七 七 七 七 - 6“ - 6 和力控组态软件有效实现 了对热压机 工作状态实 时监测 。本 系统适 应 了加 强热 压机 管理 的要 求 ， 解决了长期以来热压监测存在的质量管理问题， 提高了热压作业的自动化和标准化水平，有效地 降低了生产 成本 ，达 到 了预期 的效果 ，为设备 的 安全、稳定和长期管理发挥了重要作用。 参考文献 [ 1 ]马国华 ．监控组态软件及其应用 [ M]北京 清华大 学 出版社 ，2 0 0 1 ． 1 1 5 0 [ 2 ]力控用户手册，大庆三维科技股份有限公司 [ 3 ]曾庆波，孙华，周卫宏 ．监控组态软件及其应用技术 [ M]哈尔滨哈尔滨工业大学出版社，2 o 0 5 2 8 2 1 0 0 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 仪器仪表与分析监测2 0 1 2年第3期 包括高水箱 、低水箱 和存水箱 三部分。在高水箱 内设置润水器 、冲水 阀、泄水 阀及 电极浮子开关 ， 润水器和冲水阀的阀座分别与存水箱内的三通冲 水管连接 ，泄水 阀开启 ，高水箱 与 存水 箱连通 。 低水箱内设置 杠杆 式 浮子开关 ，浮 子 阀芯开启 ， 存水箱与低水箱连通。系统工艺流程见图 1 。 出水 ] Ⅳ U K Z X 处理池l ＼ J ＼ J 调解池 MBR 生化处理系统 中水箱 图 1 污水处理 系统工艺流程 2 ． 2 软件设计 本系统采用三菱公 司的 F X 1 N系列 P L C ，系统 软件采用 S F C方式 开发 。利用 R S指令进行 通讯 ，所有通讯数据 的组织 和校验都需要用户实 现 。同时由于工作环境有较 大的干扰 以及实时环 境较差 ，通讯的实现变得 复杂 ，可靠性 也受到影 响。为使通讯不紊乱，采用双脉冲固定模式进行 通讯。P L C启 动 时，利用 其 特 殊 内部 继 电器 M8 0 0 2 产生一个初始化脉冲来进行系统软件的 初始化处理 。P L C的读写时序见图 2 。 产虫0 脉州 f l f l f l l 使 读 写 时 序 l ； i f f l I 橐 鋈 蠢 菇 蘩 橥 图 2 P LC读写控制时序 按下启动键后 系统 开始运行 ，原水泵 打开抽 水直至浮球 液位计发 出信号 为止。当电接点真空 表触电未接通 时，B组 阀门关闭 ，A组 阀门打开 ， 污水处理系统开始工作。工作过程中，抽吸泵及 超声波震荡器间歇工作且臭 氧发生器启动。当处 理过程 中膜组件 由于受污染而使 电接点真空表 的 值小于设定值时，触电动作，自动清洗系统运行。 ca动清洗过后 ，若 分别 于四组膜组件管道相 连的 真空表 中有一其值依然小于设定值且持续一 定时 间，说明此膜组件受 污严重急需换 置 ，此时 自动 一 8 一 换膜装置开启 ，装置运行到其对应 的膜组件位 置 位置点由行程开关控制 ，电磁阀 4动作手臂 下 行取物后 ，电磁 阀 3动作手臂上行 ，电磁 阀 1动 作 ，回转缸逆 时针旋转 1 8 0 。 ，后再次下行放置 膜 组件 ，动作完成后上升 ，电磁阀 2动作 ，回转缸顺 时针旋转恢 复原状 ，此 时换膜工 作完成 ，污水 处 理系统重新开始运行。系统逻辑控制框图见图 3 。 图3 逻辑控制框图 2 ． 3 程序 编 写 P L C在整个系统的 自动控制过程中的信号输入 输出接点 即 1 7 0点的分配见表 l 。 表 1 I ／ O地址分配 明细表 控制元件 编程地址 控制元件 编程地址 自动 开关 X 0 原 水 泵 的 开 关 Y0 手动上行 X 1 抽吸 泵的开关 Y 1 手动 回原点 X 2 2 中水泵的开关 Y 2 超声波振荡器的 手动顺时针旋转 X 2 3 Y 3 开 关 垂直缸上 限行 程 X 2 臭 氧 发 生 器 的 Y 4 开 关 开 关 垂直缸 下限行 程 X 3 A组 电球 阀开 Y 5 开 关 P l 膜处行程开关 x 6 A组 电球 阀关 Y 6 P 2膜 处 行 程 开 关 【 7 B组 电球 阀 开 Y 7 P 3膜 处 行 程 开 关 X1 0 B组 电球 阀 关 Yl 0 垂直缸上行电磁 P 4膜 处行程开关 X1 1 Y1 1 阀 3动作 浮 球 液 位 计1 X1 7 垂直缸下行电磁 Y1 2 开关 阀4动作 浮 球 液 住 计2 X 2 0 旋转缸逆时针 旋 Y 1 3 开关 转 电磁 阀 1动作 电接点真空表 P 1 X 1 2 旋转缸顺时针旋 Y 1 4 触点 开关 转 电磁 阀 2动作 电接点真空表 P 2 X 1 3 电机顺转，换膜 Y1 5 触点 开关 转 置前进 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m