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企业概况

投入式液位计在污水处理中的应用

来源:编辑::发表时间:2018-05-31 14:39:37

     某企业一个50m3的污水池, 负责收集整个厂区的生活污水和生产废水。污水通过提升泵打入市政排水系统, 靠人工巡检起泵进行排污。由于污水排放量不确定, 经常出现巡检时污水池里没有水, 或者污水过多已经从污水池中冒出的现象。后采用可编程序控制器 (PLC) 控制污水排放, 实现了污水排放过程的自动控制。

    控制系统由S7-200 224XP PLC、TP170B触摸屏、MIK-P260投入式液位计、电动阀和两台污水泵等组成, 对现场设备 (泵、阀门等) 进行运行控制、状态显示, 关键设备进行连锁。
1 控制要求及系统功能
1.1 控制要求
(1) 投入式液位计监测污水池水位高度, 当水位达到控制器设定高度上限时, 打开出口电动阀, 出口电动阀开到位后, 起动污水提升泵, 向外排放污水;当水位达到控制器设定高度下限时, 停止污水提升泵, 关闭出口电动阀。
(2) 1号污水泵起泵后5 min内水位未下降至控制器设定高度上限时, 系统将自动起动2号污水提升泵。
(3) 当水位达到控制器设定报警上限时, 系统发出报警, 任意污水泵有故障时, 发出相应故障报警。
1.2 系统功能
    系统最底层是设备控制层, 主要完成设备的现场控制与监测;第二层是监控层, 主要完成污水排放系统的在线监测, 并向设备控制层下达控制指令。系统包括监控主界面和多个子界面。主界面反映污水处理的总工艺流程, 子界面对每个设备进行监测和控制, 并记录报警信息。系统主要界面如图1所示。
    (1) 主界面主要显示系统流程、设备运行状态、实时液位和系统运行模式。
    (2) 控制界面左侧的两个按钮是用来对整个系统控制方式进行切换的, 包括手动控制和自动控制两种方式;右侧两个按钮在系统手动状态下, 控制出口电动阀开关, 并在按钮上显示相应状态。
    (3) 1、2号污水泵起停控制界面是在手动状态下, 分别对1、2号污水泵进行起停控制的, 并在按钮上显示相应状态。
    (4) 报警记录界面用来显示所有设备的报警记录, 以备查询。
    投入式液位计将现场实际水位转换为电信号传给PLC, PLC将污水泵起停命令和电动阀开关命令下达给设备, 并接收设备反馈状态。触摸屏接收PLC传来的各项数据, 同时将操作指令下达给PLC。PLC主要完成以下几个功能。
    控制操作:PLC对全系统被控设备进行控制, 如起停某一设备, 手动或自动实行顺序控制, 控制切换方式, 现场PLC参数设定值修改。
 
图1 系统主要界面
图1 系统主要界面
 
    显示:利用图形实时显示被控设备的运行工况, 动态显示各种模拟信号、开关信号等数值, 通过按钮、开关、信号灯等生动表达出来。
    数据处理:对PLC上传的数字量与模拟量进行处理, 并按要求在触摸屏中进行显示。
    故障报警:系统异常时发出报警, 如:污水泵故障, 液位超高。
    2 主电路和PLC接线
    系统主电路如图2所示, PLC接线如图3所示。 
    3 编程
    (1) 将投入式液位计采集到的4~20 m A电流信号转换成实际液位, 程序如图4所示。
 
图2 将投入式液位计采集到的4~20 m A电流信号转换成实际液位
图2 将投入式液位计采集到的4~20 m A电流信号转换成实际液位
 
 
    投入式液位计将液位的变化转换成4~20 m A标准电流信号, 直接输入PLC模拟量输入模块 (AIW0通道) , 经模/数变换成0~32 000的数字量, 再根据设定的液位上下限, 通过I转R指令计算出液位的实际值, 输出给内部存储器VDO。VD0值为污水池当前液位实际值。
    (2) 手动、自动切换, 程序如图5所示。
 
图3 手动、自动切换程序
图3 手动、自动切换程序
 
    当M0.0 (触摸屏上的自动模式按钮) 常开点导通、M20.0线圈得电并自锁其常开点时, 状态为自动模式;当M0.1 (触摸屏上的手动模式按钮) 断开、M20.0断开时, 状态为手动模式。
 
图4 PLC接线
图4 PLC接线
 
 
    (3) 手动控制, 程序如图6所示。
 
图5 手动控制程序
图5 手动控制程序
 
    手动状况下, M20.0常闭点导通, 发出开阀命令后, M0.2常开点导通, 开阀Q0.0线圈得电并自锁其常开点, 出口电动阀开阀。出口电动阀开到位, 电动阀开到位信号I0.0常闭点断开, 出口电动阀停止开阀。反之, 发出关阀命令, M0.4常开点导通, 关阀Q0.1线圈得电并自锁其常开点, 出口电动阀关阀。出口电动阀关到位, 电动阀关到位信号I0.1常闭点断开, 出口电动阀停止关阀。当出口电动阀开到位、I0.0常开点接通时, 发出起泵命令, M0.6常开点导通, Q0.2线圈得电并自锁其常开点, 1号污水泵起动, 发出停泵命令, M0.7常闭点断开, 污水泵停止运行。2号污水泵控制方式相同。
    (4) 自动控制, 程序如图7所示。
    自动状况下, M20.0常开点导通, 液位VD0达到上限 (4 m) 时, M20.5线圈置位得电, M20.5常开点导通, 自动打开出口电动阀Q0.0。电动阀开到位后, 常闭点I0.0断开, 电动阀开阀命令Q0.0断开。此时, 起动1号污水泵Q0.2置位, 1号污水泵运行, 同时, T50计时器得电。延时5 min, 水位仍未降至液位VD0上限 (4 m) 时, T50常开点导通, 起动2号污水泵Q0.3置位, 2号污水泵开始运行。液位VD0降至下限 (1 m) 时, M20.5线圈复位失电, 所有M20.5的常闭点接通得电, 1号污水泵Q0.2和2号污水泵Q0.3复位, 所有污水泵停止运行, 1号污水泵起停信号I0.2和2号污水泵起停信号I0.3常闭点接通, Q0.1得电关闭出口电动阀。出口电动阀关到位后, I0.1常闭点断开, Q0.1失电出口, 电动阀停止关闭。
 
图6 自动控制程序
图6 自动控制程序 
 
    (5) 报警, 程序如图7所示。
 
图7 报警程序
图7 报警程序
 
    1、2号污水泵起动后, 延时10 s, 1号污水泵起动反馈信号I0.2或2号污水泵起动反馈信号I0.3常闭点未断开。
    或者, 热保护器I0.4和I0.5常开点导通, 相应污水泵的报警指示灯亮发出报警信号, 并记录报警。
    液位VD0达到报警上限 (4.2 m) 时, 出水位超高报警指示灯亮发出报警信号, 并记录报警。
 
    液位计是一种常用的流量测量仪器,主要针对于各种液体介质经行测量,在多个领域当中都有一定的应用。其中液位计在污水处理中的应用是非常广泛的,对于污水处理的作用也是非常大的。那么大家对于液位计在污水处理中有什么作用都了解过吗?下面小编就来具体为大家先容一下吧。
    (1) 格栅运行控制。粗格栅、细格栅各安装了1台磁翻板液位计,通过格栅前后的液位差来反映格栅阻塞程度,并传输到plc控制器,进行分析计算。当液位差超过预设的数值,控制格栅运行,清除垃圾,保障正常过水,且合理的减少了设备磨损。
    (2) 提升泵运行控制。为实现进水提升泵的自动控制,在进水泵井处安装了2台磁翻柱液位计,用以测量泵井的水位,实时传输到plc控制器及上位机,进行系统分析。根据测量值对应控制程序,自动控制提升泵的运行组合。这样可以根据厂外来水量准确及时地调整泵运行状态,减少设备疲劳;同时可以取消传统泵站三班倒的人力资源耗费。
    (3) 流量及处理量实时玻璃管液位计监测。对于污水处理厂的运行管理,水量是一个重要的控制参数。准确及时地掌握进水量,对工艺控制及提高污水厂抵抗水力负荷冲击能力有重要作用。传统的水量测量采用堰板或文丘里流量槽等,都存在着不能实时监测、实时显示的缺点。琅东污水处理厂计量槽采用超声波流量计结合文丘里槽,能在现场和上位机实时显示流量及累计处理量,达到了准确计量处理水量,以及为运行管理提供实时流量的目的。
 
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