28SV網絡組態在污水處理上的應用
28SV network configuration application in wastewater treatment
中達電通股份有限公司浙江大區 周智軍
1.概述
城市污水處理是指為改變污水性質，使其對環境水域不產生危害而采取的措施。通常城市污水處理以一級處理為預處理，二級處理為主體，三級處理很少使用。
一級處理工藝主要是在初級沉淀池，目的是將污水中懸浮物盡可能地沉降去除，一般初次沉淀池可去除50%左右的懸浮物；二級處理主要是由曝氣池和二次沉淀池構成，利用曝氣風機及專用曝氣裝置向曝氣池內供氧,主要目的是通過微生物的新陳代謝將污水中的大部分污染物變成CO2和H2O。
污水處理中預處理工藝包括粗格柵處理、細格柵處理、泵房抽升和沉砂處理。格柵處理的目的是截流大塊物質以保護后續水泵管線、設備的正常運行；泵房抽升的目的是提高水頭，以保證污水可以靠重力流過后續建在地面上的各個處理構筑物；沉砂處理的目的是去除污水中裹攜的砂、石與大塊顆粒物，以減少它們在后續構筑物中的沉降，防止造成設施淤砂、磨損堵塞，影響管線設備的正常運行。
2.系統組成及運行方式
⑴ 格柵井及進水泵房包括3臺提升泵（2用1備），采用超聲波液位計控制（最高-7.3m，最低-9.2m），控制為高啟低停；格柵機及螺旋壓榨機根據格柵前后的水位差自動運行，超過0.2m時開啟。
⑵ 旋流沉砂池部位細格柵機也是根據水位差自動運行，但格柵前后水位差超0.1m時運行就開始。
⑶ 調節池包括3臺提升泵（2用1備），采用超聲波液位計控制（最高-0.2m，最低-3.7），控制為高啟低停。
⑷ MSBR池中:
a.污泥泵2臺控制采用高停，通過儲泥池中的超聲液位計控制(最高+2.6m)；
b.DO儀，主曝氣池中設DO儀與風機聯鎖，DO低于2時MSBR曝氣風機（風機房內）頻率加大，DO高于4時則風機頻率降低；
c.空氣堰潷水器：設備自帶控制系統。
⑸ 紫外消毒渠：連續運行，含流量計，對COD、總磷、PH進行在線監控。
⑹ 排海泵房3臺水泵(2用1備)，超聲波液位計控制（最高-0.9m,最低-4.2m），控制為高啟低停。
⑺ 污泥儲池及沖洗水池采用手動控制，無自動。
⑻ 風機房及脫水機房：
a.螺桿泵2臺(1用1備),通過儲泥池中的超聲波液位計控制低停；
b.沖洗泵1臺通過沖洗水池中的超聲波液位計控制（最高+1.00m，最低-0.9m）；
c.調節池鼓風機1臺連續曝氣，MSBR鼓風機3臺采用變頻，控制如第4條中所述。
⑼ MSBR中各時間段運行控制要求如表1所示。
設備 立式環流攪拌機4M111-3、4M121 混合液加流泵4P111、4P114 混合液加流泵4P112、4P113 MSBR鼓風機8C121-123 空氣堰潷水器
6#、7#、8# 9#池 10#池 4V111 4V112
時段1 30min 運行 運行 停止 曝氣 停止 曝氣 停止 運行出水
時段2 60min 運行 運行 停止 曝氣 停止 曝氣 停止 運行出水
時段3 30min 運行 停止 停止 曝氣 停止 停止 停止 運行出水
時段4 30min 運行 停止 運行 曝氣 曝氣 停止 運行出水 停止
時段5 60min 運行 停止 運行 曝氣 曝氣 停止 運行出水 停止
時段6 30min 運行 停止 停止 曝氣 停止 停止 運行出水 停止
3.系統控制介紹
系統采用北京開物組態用MODBUS TCP協議與2臺(套)28SV組態控制整個污水處理。第一套28SV包括DVP-EN01-SL+DVP-28SV11T+2*DVP-16SM+DVP-08SM+2*DVP16SP+2*DVP-04AD，第二套28SV包括DVP-EN01-SL+DVP-28SV11T+3* DVP-16SM+2*DVP16SP+2*DVP-04AD+DVP-02DA，兩套臺達28SV系統分別控制污水風機房與污水排海房。其中風機房包括3臺提升泵站的粗格柵池、細格柵池(沉沙池)、調節池(控制柜及風機房下面)、污泥貯池、脫水機房；污水排海房包括MSBR池、紫外消毒渠、清水池、排海泵房，在排入大海前有流量計進行水流量統計及流速測量。
整個系統可以在主控室集中操作及監控并報警輸出提醒，隨時都可打印報表。系統主畫面如圖1。
⑴ 第一套28SV系統控制進入污水工廠的污水池，用3臺7.5kW提升泵循環控制，工作時同時有2臺起動，每臺運行16h后停止8h后再運行16h，這樣其實也做到了1臺備用的功效。提升泵起停具有手自動之分，在自動狀態下由提升泵液位來控制。精格柵采用杭州升籃環保設備科技有限公司1.5KW的HG-600回轉格柵機，并與其1.5kW螺桿輸送壓榨機同時工作，它們工作也是受粗格柵液位控制。見圖2。
⑵ 細格柵池也叫沉沙池，包括0.55kW細格柵機1臺，型號為JG-350-800，其運行速度為1.3m/min;；1.1kW旋流除沙器1臺，型號為ZXS-1000,上面的電機型號是Y2-90S-4-12014；0.37kW砂水分離器1臺，型號為SF-260，其處理能力為15L/s。與其一起完成這道工序的還有一臺1.5kW無軸螺旋輸送機1臺，型號為WZS-220，其處理能力為3m3/t。在細格柵、除沙器、砂水分離器以及螺桿輸送機跟隨沉沙池液位差動作時，需同時打開砂水分離器上面的兩個電磁閥。見圖3。
⑶ 在調節池房中，跟提升泵電機一樣控制3臺4kW水泵循環控制，其中一臺具有備用功能；在此房中有4臺風機，均采用臺達F系列變頻器控制。其中18.5kW風機為常開風機，型號為南京華調電機廠的Y180M-4配VFD185F43A變頻器。還有3臺安徽皖南電機股份有限公司的22kW風機循環啟動，電機型號為Y2-180L-4，配合VFD220F43A控制，其啟動及頻率給定通過485通訊控制，但其使能及速度受第二臺28SV可編程控制器中MSBR池中兩處檢測出的含氧量大小來自動調節。風機與調節泵手自動控制采用同一旋鈕控制，同時在主控臺有其故障報警及手自動控制顯示。見圖4。
⑷ 在脫水機房采用兩臺4kW螺桿泵配合板寬壓泥機一起工作，板寬壓泥機為上海力匯電機有限公司生產的型號為Y132M1-6機，在脫水機房還有2臺2.2kW瀘誠電機有限公司生產的Y90L-2清水泵電機，采用手動控制，可用來清洗房間等。另外此處還有4臺軸流風機的起停控制，其中有2臺裝在調節池房間。見圖5。
⑸ 第二個28SV控制MSBR池，主要控制對象有4臺攪拌機的手自動運行監控及其主控室手動控制,6臺回流泵的自動運行監控及其主控室手動控制,以及2臺空氣堰控制信號,根據不同控制時間段來控制1#、2#電動閥正反轉，1#、2#進氣閥與排氣閥的打開與關閉用來控制2個空氣堰的曝氣放水。見圖6。
⑹ 在排海泵房主要控制對象有2臺排海泵自動運行監控，主控室手動控制。見圖7。
⑺ 在系統內部做有系統報警設置，進入此畫面時可實時更改各處液位、液位差值、1與2號檢測含氧量、1 與2號空氣堰壓力上下報警數值。當任意報警值超出設定值時在任意畫面中跳出顯示，以提醒工作人員注意。見圖8。
⑻ 因通訊時一個位與一個字通訊計量是一樣收費的，在組態中為了減少PLC與工控機的通訊數據，所以盡量把開關量I/O轉化成字來傳輸。見圖9。
⑼ 開物組態使用MODBUS TCP協議，各PLC中需與工控機通訊的地址對應見表2和表3，此表反應臺達PLC各個數據寄存器相對應地址。
1# PLC對應地址如表2。
⑽ 整個系統硬件組成如圖10所示。
⑾ 兩臺28SV左側帶DVP-EN01-SL時PLC的通訊設置采用如圖11設置方式。
4.總結
28SV利用左側加網絡模塊DVP-EN01-SL與開物工控機組態能在大、中、小型污水處理中提供穩定安全的控制，并集中進行監控；通過組態能做到多臺PLC分開布置，從而減少布線成本，提高產品市場競爭能力。
作者簡介：
周智軍，出生于1977年9月，畢業于中國石油大學機械設備制造及自動化專業，現任中達電通股份有限公司杭州分公司高級應用工程師，從事臺達各種自動化產品的應用，協助產品營銷推廣，有著豐富的業界經驗。
