PLC在半山电厂废水处理系统中的应用
日期：2009-10-25 14:08:38 点击：
来源：中国自动化网
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摘 要：本文介绍了半山电厂废水综合处理系统的组成和结构，说明了PLC在控制系统中的作用，并顺序功能图给出了滤池的工作程序。
关键词：废水处理;可编程控制器;顺序功能图;控制
1 引言
杭州半山发电有限公司共有三台燃气机组和四台燃煤机组，燃煤机组以钱塘江为补给水源，采用雨水、污水和生产废水合流机制。原来生活污水及工业废水经废水处理后达标排放，当污水中污染物较低时直接排放。随着环保要求的日渐提高和节水的需要，电厂对全厂污水和废水处理及回收利用进行了改造，实现了以可编程控制器为核心集中控制的废水综合处理系统。
2 系统构成及配置
由于电厂废水主要包括生活水、新区废水和煤水三部分，相关的废水治理设备集中分布在三个区域，为了能够对废水处理系统进行集中监控，采用了以PLC和微机组成的控制系统。整个控制系统的构成如图1所示。
在三个废水处理区域分别设置以PLC为核心的控制子系统，所有PLC均选用美国AB公司的产品：煤水处理车间由于I/O数量较少，使用MICROLOGIX 1200系列PLC;生活水处理车间使用10槽机架8K存储容量的SLC500/03系列PLC;新区废水处理车间使用13槽机架16K存储容量的SLC500/03系列PLC。每套PLC均配置足够容量的I/O点，并有一定的裕度，同时利用1747-AIC隔离链路耦合器将PLC的RS232通讯协议转变成为DH485。废水处理监控中心使用研华工控机IPC-610，安装具有DH485接口的1784-KTX卡。整个系统以DH485网络相连接，形成操作管理集中和控制分散的废水处理综合系统。
3 系统监控功能
废水处理监控中心计算机安装iFIX监控软件，Rslinx通讯程序、ABR驱动程序以及Rslogix PLC编程软件 。利用iFIX监控软件实现各种控制画面，提供运行人员的操作手段，通过Rslinx完成监控计算机与三个PLC之间的实时通讯，Rslogix完成控制程序的设计调试下装等处理。主要实现如下功能：
① 对整个工艺系统进行集中监控，实现自动数据采集、数据处理、工况显示、实时趋势、参数报警、历史曲线和报表输出功能;
② 完成整个工艺系统内工作泵与备用泵之间的联锁功能，实现水泵与水位、流量的联锁保护功能;
③ 完成生活污水处理系统内相关设备的程序启动、时间程序冲洗、反冲洗等功能;
④ 实现新区废水处理系统内氧化剂、助凝剂、混凝剂自动加药控制;
⑤ 完成煤水处理车间高浊度净化器、提升含煤废水泵、复用反冲洗水泵自动加药与程序控制;
⑥ 在线修改控制水位、加药方式、加药量、系统冲洗时间、反冲洗时间等控制参数。
4 系统控制实现
在整个废水处理系统中，以PLC为核心构成三个独立的区域控制系统，由于三个控制系统对象差别较大，下面以生活水处理系统为例进行说明。
① 生活水处理车间
图2是生活水处理车间工艺流程图。主要设备包括生活污水齿耙清污机、生活污水提升泵、生活污水鼓风机和生活污水处理装置，其中生活污水处理装置如图2虚线内的部分，包括斜管沉淀池、C/N滤池、N滤池、反冲洗水箱和反冲洗中间水箱。整个系统的控制主要包括正常处理和污水处理装置反洗两个部分：正常处理过程比较简单，只要将管路中相应的阀门打开和启动对应的水泵;污水处理装置反洗包括C/N滤池反洗和N滤池反洗，在滤池反洗过程中，放水历时1分钟、气洗历时5分钟、气水联合洗历时3分钟、水洗历时2分钟，整个反洗过程为11分钟，反洗周期为设备正常运行后，2天一次。
② 滤池操作控制
生活污水处理装置中包括C/N滤池和N滤池，C/N滤池和N滤池的阀门连接如图3所示。两个滤池都包括运行和反洗两部分操作，表1所示的是C/N滤池在运行和反洗中的状态。
表1：C/N滤池运行和反洗时阀门的状态（▲表示关闭，△打开）
③滤池操作PLC控制程序实现
从滤池工作的全过程来看，各个操作之间存在明显的顺序，因此采用Rslogix软件的顺序功能图来实现控制程序，顺序功能图实现的结构如图4所示。整个滤池的操作分为停运、运行、放水、气反洗、水气反洗和水反洗六个步，每个步执行开关阀门和定时操作，步与步之间的转换的条件使用PLC内部的定时器的时间信号和通过PLC的DI模块输入的阀门状态。
5 小结
废水综合处理系统将工业废水和生活废水进行深度处理，达到了循环补充用水标准;对含煤废水进行处理，达到了煤场冲洗用水的标准。废水综合处理系统的实施，提高了废水的回收效率，一方面减少了废水的排放量，减轻了对周围地区环境的污染，减少了排污费用;另一方面减少了水资源的开采，获得了很高的经济效益和社会效益。
PLC在废水综合处理系统中的应用，实现了系统的集中监控，提高了运行人员的工作效率，增加了整个系统的透明度和可维护性。
本文作者的创新点：利用PLC的通信功能，将分散的废水处理系统连接在一起，形成了操作管理集中和控制分散的综合系统，提高了系统的经济性。
参考文献：
[1] 庄丽娟，吴丽云.基于PLC控制的废水处理系统设计.微计算机信息，2005，1：24-25。
[2] 高俊岭，郑江涌，徐方友.基于PLC的硝酸生产联锁报警控制系统的实现.微计算机信息，2005，4：5-6。
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关键词：废水处理;可编程控制器;顺序功能图;控制
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1 引言
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杭州半山发电有限公司共有三台燃气机组和四台燃煤机组，燃煤机组以钱塘江为补给水源，采用雨水、污水和生产废水合流机制。原来生活污水及工业废水经废水处理后达标排放，当污水中污染物较低时直接排放。随着环保要求的日渐提高和节水的需要，电厂对全厂污水和废水处理及回收利用进行了改造，实现了以可编程控制器为核心集中控制的废水综合处理系统。
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2 系统构成及配置
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由于电厂废水主要包括生活水、新区废水和煤水三部分，相关的废水治理设备集中分布在三个区域，为了能够对废水处理系统进行集中监控，采用了以PLC和微机组成的控制系统。整个控制系统的构成如图1所示。
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在三个废水处理区域分别设置以PLC为核心的控制子系统，所有PLC均选用美国AB公司的产品：煤水处理车间由于I/O数量较少，使用MICROLOGIX 1200系列PLC;生活水处理车间使用10槽机架8K存储容量的SLC500/03系列PLC;新区废水处理车间使用13槽机架16K存储容量的SLC500/03系列PLC。每套PLC均配置足够容量的I/O点，并有一定的裕度，同时利用1747-AIC隔离链路耦合器将PLC的RS232通讯协议转变成为DH485。废水处理监控中心使用研华工控机IPC-610，安装具有DH485接口的1784-KTX卡。整个系统以DH485网络相连接，形成操作管理集中和控制分散的废水处理综合系统。
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3 系统监控功能
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废水处理监控中心计算机安装iFIX监控软件，Rslinx通讯程序、ABR驱动程序以及Rslogix PLC编程软件 。利用iFIX监控软件实现各种控制画面，提供运行人员的操作手段，通过Rslinx完成监控计算机与三个PLC之间的实时通讯，Rslogix完成控制程序的设计调试下装等处理。主要实现如下功能：
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① 对整个工艺系统进行集中监控，实现自动数据采集、数据处理、工况显示、实时趋势、参数报警、历史曲线和报表输出功能;
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② 完成整个工艺系统内工作泵与备用泵之间的联锁功能，实现水泵与水位、流量的联锁保护功能;
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③ 完成生活污水处理系统内相关设备的程序启动、时间程序冲洗、反冲洗等功能;
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④ 实现新区废水处理系统内氧化剂、助凝剂、混凝剂自动加药控制;
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⑤ 完成煤水处理车间高浊度净化器、提升含煤废水泵、复用反冲洗水泵自动加药与程序控制;
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⑥ 在线修改控制水位、加药方式、加药量、系统冲洗时间、反冲洗时间等控制参数。
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4 系统控制实现
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在整个废水处理系统中，以PLC为核心构成三个独立的区域控制系统，由于三个控制系统对象差别较大，下面以生活水处理系统为例进行说明。
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① 生活水处理车间
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
图2是生活水处理车间工艺流程图。主要设备包括生活污水齿耙清污机、生活污水提升泵、生活污水鼓风机和生活污水处理装置，其中生活污水处理装置如图2虚线内的部分，包括斜管沉淀池、C/N滤池、N滤池、反冲洗水箱和反冲洗中间水箱。整个系统的控制主要包括正常处理和污水处理装置反洗两个部分：正常处理过程比较简单，只要将管路中相应的阀门打开和启动对应的水泵;污水处理装置反洗包括C/N滤池反洗和N滤池反洗，在滤池反洗过程中，放水历时1分钟、气洗历时5分钟、气水联合洗历时3分钟、水洗历时2分钟，整个反洗过程为11分钟，反洗周期为设备正常运行后，2天一次。
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② 滤池操作控制
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生活污水处理装置中包括C/N滤池和N滤池，C/N滤池和N滤池的阀门连接如图3所示。两个滤池都包括运行和反洗两部分操作，表1所示的是C/N滤池在运行和反洗中的状态。
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表1：C/N滤池运行和反洗时阀门的状态（▲表示关闭，△打开）
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③滤池操作PLC控制程序实现
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从滤池工作的全过程来看，各个操作之间存在明显的顺序，因此采用Rslogix软件的顺序功能图来实现控制程序，顺序功能图实现的结构如图4所示。整个滤池的操作分为停运、运行、放水、气反洗、水气反洗和水反洗六个步，每个步执行开关阀门和定时操作，步与步之间的转换的条件使用PLC内部的定时器的时间信号和通过PLC的DI模块输入的阀门状态。
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5 小结
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废水综合处理系统将工业废水和生活废水进行深度处理，达到了循环补充用水标准;对含煤废水进行处理，达到了煤场冲洗用水的标准。废水综合处理系统的实施，提高了废水的回收效率，一方面减少了废水的排放量，减轻了对周围地区环境的污染，减少了排污费用;另一方面减少了水资源的开采，获得了很高的经济效益和社会效益。
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PLC在废水综合处理系统中的应用，实现了系统的集中监控，提高了运行人员的工作效率，增加了整个系统的透明度和可维护性。
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本文作者的创新点：利用PLC的通信功能，将分散的废水处理系统连接在一起，形成了操作管理集中和控制分散的综合系统，提高了系统的经济性。
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参考文献：
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[1] 庄丽娟，吴丽云.基于PLC控制的废水处理系统设计.微计算机信息，2005，1：24-25。
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[2] 高俊岭，郑江涌，徐方友.基于PLC的硝酸生产联锁报警控制系统的实现.微计算机信息，2005，4：5-6。
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