污泥脱水系统自动化控制的探讨

一、某污泥脱水系统简介

某污泥脱水系统沉淀池的制水能力设计70万m3/d，利用在沉淀池安装的排泥机，通过虹吸——泵吸的形式吸出泥水，设计泥水量的吸出能力为6800-12600t/d左右，含固率大约为0.5%-1%。

为了将较低浓度的排泥水变成较高浓度的排泥水，利用排泥将泥水输送到污泥浓缩池，利用浓缩与絮凝分类，通过旋转刮泥机将汇集到浓缩池底部的污泥利用重力作用排放到污泥平衡池，浓缩池内的上清液直接排放到雨水管道。

某污泥脱水系统设置3座平衡池，为了预防平衡池中污泥出现沉淀及淤积的问题，在平衡池设置潜水型搅拌机。通过柱塞泵进行吸泥，加入高分子絮凝剂，从而可以改善污泥脱水效果。

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二、某污泥脱水系统自动控制系统

污泥脱水系统自动化控制系统通过PLC自动操作、MCC手动操作、PLC手动操作实现。通过一台PLC主工作站实现了对整个污泥脱水系统的控制，在自动控制中处于一级控制，利用10台uPLC控制器控制进泥柱塞泵、板框压虑机等单体设备。在设备现场进行全部uPLC控制器的安装，通过Panel View550触摸屏的配置实现了监控现场与调整技术参数。

利用PLC自动操作、MCC手动操作、PLC手动操作实现污泥脱水系统自动化控制。利用一台PLC主工作站，控制整个的污泥脱水系统，自动控制中位于一级控制地位。通过10台uPLC控制器对泥柱塞泵、板框压虑机等独立设备进行控制。所有uPLC控制器在设备现场安装，对现场监控与技术参数的调整是基于Panel View550触摸屏配置实现的。

(一)PLC的控制方式

PLC系统的控制具有两种方式即“自动控制”与“手动控制”。当MCC柜上控制转换开关转换到“自动控制”，机电设备受到虚拟控制按钮的控制，利用点击“手动控制”或“自动控制”，对相应控制操作进行激活。

(二)自动控制系统的处理器及通讯

采用1756-L55M14作为主PLC工作站处理器模块，处理器和Ethernet、Devicenet等的通讯是基于ProSoft等第三方提供系统通讯接口，插入有关通讯接口模块实现的。

1)与其他PLC工作站的通讯以及与中控室的通讯是基于冗余ControlNet实现的;

2)检测配电系统的电流、电压以及开关的状态等是基于Modbus现场总线连接MCC机柜实现的;

3)利用Devicenet现场总线等连接变频器等，从而对柱塞泵等设备的频率、电流以及电压等进行检测。

(三)报警与安全权限管理

污泥脱水系统的自动化控制系统报警包括“报警提示”与“报警警示”两种，提示报警对用户进行提示，对于设备操作而言，PLC并不能进行直接的干预;警示报警一方面PLC控制器对设备操作进行控制，另外一方面，对用户进行提示。不管哪种方式的报警，都包括提示报警、确认报警以及记录报警等。操作人员基于报警历史记录，对于某时期产生的报警、报警时间确认、报警解除等信息进行查询。

为了确保系统的安全，不同操作人员的权限不同。根据不同安全级别，RSView32设置用户操作权限。分别设置管理员用户、操作人员用户以及游客用户等进行权限设置，除了游客身份，其他用户需要通过系统的登录才能进入到相应权限界面。

(四)自动化控制系统的安全稳定

为了确保系统的稳定，现场控制与信号测量线都使用横截面积超过0.5平方毫米的导线，从而机械强度得到保障，减少导线传输信号的损失，增强抵抗干扰的能力。自动化控制系统的电控系统不但通过上位计算机满足对污泥脱水装置PLC控制系统启动、急停、停机的遥控，同时，能够通过现场电控箱实现对单台污泥脱水设备的自动运行及手动操作。

三、污泥脱水系统自动控制对工艺的影响(一)对浓缩池与平衡池的控制

排泥水被从沉淀池的底部吸出，流量与和浊度由于制水量的变化而变化，不确定性比较大。通过冗余ControlNet通信网络向污泥的脱水机主PLC工作站产地排泥机的工作状态、排泥池液位等信息，从而确保污泥脱水系统满足生产变化的需要，在输送排泥水的管道上对用来计量与监控的超声波液位计、电磁流量计、低浊度测定仪、管道泥位计等进行安装，确保准确表示进入到浓缩池的排泥量。利用气动管夹阀控制进入到浓缩池的排泥水的流量，对浓缩池上清液浊度的变化利用PLC进行检查。当设定了较低值的浊度，就会使得液位降低，从而气动管夹阀降低。上清液的浊度升高时，并且比设定值高时，控制气动管夹阀是利用PLC实现的，使其关闭。

(二)对浓缩池与平衡池的控制

通过uPLC控制药剂的配比：

1)基于一定配比对双螺旋给料机粉末的进料以及清水进行控制;

2)在熟化罐内，溶液的搅拌与时间进行控制;

3)控制变频螺杆计量泵的药剂的存储、输送等。

进泥柱塞泵控制絮凝剂的加入量，在吸泥的过程中，柱塞泵对絮凝剂进行吸收，加注絮凝剂的量和柱塞泵的进泥量同比。液压驱动立式柱塞泵对板框压虑机的进泥进行控制。开始进泥时，对板框压虑机活动端版进行关闭，此时柱塞泵进泥，进泥一段时间，虑板腔体压力增大，降低柱塞泵进泥的冲程，直到全部停止。主PLC工作站发出启动柱塞泵进泥的命令。

四、结语

利用污泥脱水系统使得污染降低，减少有害物质排放，从而有效保护环境，越来越多的企业、学者及技术人员给予了关注。利用板框压虑机构成污泥脱水系统，其工作效率比较高，并且和通过离心机构成的污泥脱水系统相比，控制系统也更加的复杂。

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