1 引言

甘肃刘化集团地处黄河上游，由于历史原因污水基本没有经过处理直接排入黄河，对周边环境造成了一定影响。刘化集团污水处理厂是刘化集团响应国家环保要求新建的负责处理整个刘化集团工业污水及生活污水的污水处理厂，是为保护黄河上游水质、节省水资源、深入发展城镇经济而建设的重点项目。

2 工艺简介

刘化集团污水处理厂采用生物曝气法进行污水处理，设计规模为日处理量10000方，其主要建筑物有：栅格间、预曝调节池、高架配水井、竖流沉淀池、生物曝气滤池、清水池、浓缩池、鼓风机房等。污水首先由进水管经格栅进入预曝调节池，再通过预曝调节池内的三台提升泵将污水提升至竖井沉淀池，然后经由竖井沉淀池自流进入生物曝气滤池，最后经过生物曝气处理后的清水进入清水池；而竖井沉淀池底部的沉淀物质经过浓缩池和浓缩一体式脱水机后进行最后的处理。

3 自动控制系统组成

该污水处理厂自动控制系统采用冗余以太网通讯方式，由监控中心与一个lk大型plc控制站构成。plc控制站采集设备的启停、阀门的开关及报警状态，污水流量、水位及ph等信号，通过以太网与上位监控中心连接。监控中心由两个操作员站作为一主一从服务器用来存储实时运行数据，服务器上装有和利时公司监控软件smartpro做为上位监控界面。系统配置结构如图1所示。

图1 系统配置结构

4 控制系统功能介绍

本控制系统设计采用三种控制方式，即监控中心远程控制、现场plc控制、设备现场手动控制等，其优先级别分别为现场手动控制最高，其次为现场plc控制，最低为监控中心远程控制。

各自动控制单元通过lk大型plc实现的功能分别是：

4.1 格栅间

主要实现的功能有：采集格栅的运行状态信号及现场仪表的数据信号，并通过自动控制程序实现格栅自动运行控制，参见图2：

（1）两台格栅自动控制采用水位差控制和时间控制。通过水位差测量仪检测粗格栅前后水位差值，当水位差值大于设定值时，启动粗格栅。当粗格栅距上次运行的时间超过设定值时，启动粗格栅；（如图2所示）

图2 粗格栅控制逻辑框图

（2）采集进水ph值和格栅前后液位差。

4.2 预曝调节池

主要实现的功能有：采集提升泵、加药泵、阀门的运行状态信号及现场仪表的数据信号，并通过自动控制程序实现预曝调节池内设备的自动运行控制，参见图3。

图3 提升泵控制逻辑框图

（1）三台提升泵自动控制由池内液位控制。当水位升高时，控制水泵依次逐台启动，水泵的启动顺序按累计的水泵运行时间从小到大排列。当水位降低时，控制水泵依次逐台停止，顺序与之相反。同时自动累积水泵运行时间，实现水泵的自动轮值，保证水泵总是处在最佳运行状态。当水位降低到干运转保护水位时，水泵全停；

（2）两个加药泵和三个阀门的监视和控制；

（3）采集预曝调节池液位和进、回水流量数据。

4.3 竖流沉淀池

主要实现的功能有：采集进水、回水阀门的运行状态信号，并通过自动控制程序实现竖流沉淀池内设备的自动运行控制：四组进水、回水阀门的监视和控制。

4.4 生物曝气池

主要实现的功能有：采集进水、出水、反冲进水、反冲进气、曝气进气阀门的运行状态信号及现场仪表的数据信号，并通过自动控制程序实现生物曝气池内设备的自动运行控制：

（1）六组进水、出水、反冲进水、反冲进气、曝气进气阀门受时间和生物曝气池液位的控制；

（2）采集生物曝气池液位数据。

4.5 清水池

主要实现的功能有：采集反冲泵、回用泵的运行状态信号及现场仪表的数据信号，并通过自动控制程序实现清水池内设备的自动运行控制：

（1）三台回用泵自动控制由池内液位控制。其控制原理同预曝调节池的提升泵；

（2）两台反冲泵自动控制与生物曝气池内的反冲进水阀联动；