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基于PLC的DCS控制系統在污水處理廠中的應用

2016年05月24日 16:26:12人氣:2219來源:上海巴安水務股份有限公司

  隨著國民經濟建設的快速發展,各級政府對環境保護更加關注,各地陸續新建了一大批污水處理廠。這些新建的污水處理廠根據自身特點,對控制系統的性能和價格提出了新的要求。
  
  重慶市奉節污水處理廠采用CASS工藝對生活污水進行處理,日處理量為3萬噸。其DCS系統以高性價比的PLC為控制單元,采用商用計算機為監控站。整個系統在實現生產自動化的情況下,有效降低了系統成本,從2004年投產至今運行情況良好。
  
  1生產工藝簡介
  
  污水處理是一種連續的生化反應過程,有氧化溝工藝、AO、SBR、CASS等眾多不同的處理工藝。奉節污水處理廠所采用的污水處理工藝為新型改良CASS(CyclicActivatedSludgeSystem,循環式活性污泥法)工藝,屬于改進型SBR工藝的一種,由格柵井、CASS池、鼓風機房、加藥間、儲泥池、脫水機房、接觸消毒池組成。該工藝具有以下特點:
  
 ?。?)可升降的潷水器zui大限度降低了排水水流對底部沉淀污泥擾動。
  
  (2)抗沖擊力強,對難降解有機物的去除效率高,同時具有脫氮除磷功能。
  
  (3)工藝流程短,占地面積小,建設費用低,運轉費用省。
  
 ?。?)管理簡單,運行可靠,出水水質好,無異味。
  
 ?。?)污泥產量低,污泥性質穩定,不發生污泥膨脹。
  
  2DCS控制系統選型及硬件配置
  
  2.1DCS系統的選型
  
  重慶市奉節口前污水處理廠為三峽庫區國債項目建設的*批污水處理廠,根據實際的工藝要求及建設特點,該項目對控制系統提出了如下要求:
  
 ?。?)受控設備控制點數在800點內。控制工藝較為復雜,但是我們所需要的算法并不復雜,基本以時間控制和位式控制為主。
  
 ?。?)控制系統須成熟可靠,便于調試和維護。
  
 ?。?)考慮到會有第三方產品,網絡通訊及其協議須具備開放性和標準性。
  
 ?。?)測量設備和受控設備均為傳統設備,基本不帶現場總線通訊能力,所以輸入、輸出控制還是以傳統的I/O點為基礎。
  
 ?。?)作為國債投資項目,盡可能在滿足要求的前提下降低造價。
  
  經過比較,該廠的自動化控制系統采用以PLC為基礎的DCS控制系統,該系統在滿足生產要求的基礎上其性能和價格上取得了很好的平衡。
  
  2.2基于PLC的DCS系統
  
  傳統DCS是針對流程工業的儀表控制系統發展起來的,主要功能是實現連續物理量的監視與調節。PLC是針對傳統的繼電器控制系統而發展起來的,主要功能是實現開關量的邏輯控制。
  
  一般來說,PLC是一種局部的控制器,但隨著應用規模的擴大以及工業以太網的出現,多臺PLC能夠互連起來而形成的較大控制系統。與單個的PLC相比有幾點重大的改變:
  
 ?。?)在網絡上掛接了在線的通用計算機,其作用一是實現系統組態、編程和下裝,二是在線監視被控過程的狀態。這樣,一個具有現場控制層和協調控制層的DCS雛形就出現了。
  
 ?。?)在PLC中增加了模擬量I/O接口和數值計算功能,這樣,PLC就不僅可以完成邏輯控制,也可以完成模擬量監測及控制和混合控制的功能。
  
 ?。?)越來越多的PLC廠家把的網絡改成為通用的網絡,這樣就使PLC有條件和其它各種計算機系統和設備實現集成,以組成大型的控制系統。
  
  上述幾點改變使得PLC組成的系統具備了DCS的形態。由于PLC產品已經進入市場多年,其I/O接口、編程方法、網絡通信都趨于標準化和適應開放系統的要求,同時通過擴展能夠增加現場總線通訊功能。加上PLC在價格上的優勢,使得PLC在分布式控制系統領域有著很重要的地位,在很多應用領域具有相當大的競爭優勢。
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