污水處理廠進水泵站自動控制系統設計

南京康卓環境科技有限公司是國內知名的污水處理廠、泵站自動化控制系統設計、工程施工廠家，康卓科技PLC電氣工程師介紹：進水泵房在污水處理廠中是一個關鍵單元，其自動而可靠的運行不僅可以保護設備、保障平穩進水，還可以節省大量的人力和物力，因此進水泵房的自動控制在整個污水處理廠自動控制系統中是非常重要的組成部分。

 

 

 

　　以康卓科技施工的某污水處理廠污水處理能力為30萬噸/日，進水泵房2座，1#進水泵房裝有10臺進水泵，其中有2臺是變頻運行，2#進水泵房裝有5臺進水泵，其中有1臺是變頻運行。現以1#進水泵房為例來說明基于PLC的進水泵房自動控制系統。

 

進水泵房控制系統

　　1#進水泵房裝有10臺進水泵和一套超聲波液位計，泵房控制系統分為：現場手動、MCC保護控制、PLC控制、VDU控制，現將各種控制方式做一下初步介紹：

　　手動控制：現場控制箱控制方式選擇旋鈕打在手動位置，水泵由現場啟動、停止按鈕控制。該方式控制級別高于PLC方式和VDU方式。

　　　MCC保護保護控制：一旦水位達到報警高度，MCC（電機控制中心）接管水泵控制，無論水泵在何種控制方式下，MCC都將根據時間序列開啟水泵，直到液位達到較低液位。同樣，一旦水位達到較低液位，MCC將停止所有水泵，但同時交出水泵控制權。

　　VDU控制方式：VDU是Video Dishplay Unit的縮寫，也就是視頻顯示單元控制，其實也就在上位機人工啟停進水泵，類似遠程手動。

　　PLC控制方式：PLC根據現場水位自動開啟、關閉進水泵，保持進水泵房水位的相對穩定，同時避免設備的頻繁啟動，該方式是自動控制的關鍵。

 

 

升級改造前的進水泵房PLC自動控制

　　升級改造前進水泵房裝有10臺進水泵，無變頻泵運行。由于進水泵房比較小，調節的液位范圍不超過50厘米，同時還需考慮水泵的開啟間隔時間，故一般的根據不同液位開啟水泵的控制方式不適合此工況，故采用了以下方式控制：

　　1、設定高液位LH1點：一旦水位高于LH1點，那么系統每隔10秒鐘開啟一臺進水泵，直到液位低于LH1點。該點考慮了水泵的開啟要求，也就是同一臺泵開啟間隔為6分鐘。

　　2、設定低液位點LL1：一旦水位低于LL1點，那么系統每隔10秒鐘關閉一臺進水泵，直到液位高于LL1點。

　　3、設定高高液位點LH2：一旦水位高于LH2點，那么系統每隔2秒鐘開啟二臺進水泵，直到液位低于LH2點。LH2點不考慮水泵的開啟要求，因為一旦反應不及時，MCC將接手控制，而MCC控制為保護控制，也不考慮水泵的開啟間隔。

　　4、設定低低液位點LL2：一旦水位低于LL2點，那么系統每隔2秒鐘關閉二臺進水泵，直到液位高于LL2點。

　　此控制模式有效避免了控制系統由于采用液位控制，且液位調節范圍很小（僅不超過50厘米），造成的水泵頻繁開啟，和MCC接受控制而造成的起停震蕩；同時，此控制系統采用循環啟閉水泵，沒必要在開啟水泵時考慮較短運行時間的泵優先開啟，從而簡化了編程，經長時間觀察，此方法完全可以保障水泵均勻運行。

 

 

升級改造后的進水泵房PLC自動控制

　　2014年該污水處理廠進行了一級A升級改造，升級改造后進水泵房仍裝有10臺進水泵，但將其中2臺進水泵改為變頻運行。考慮到增加了變頻泵的控制，同時控制液位仍然只有50厘米，而濟南市由于管網改造等原因，對污水廠進水泵房液位高度提出了更高的要求，所以，重新編寫了泵房控制程序。新的控制系統仍然是4種控制方式：現場手動、MCC保護控制、PLC控制、VDU控制。其中現場手動、MCC保護控制與原系統完全一致，VDU控制基本一致，但因為增加了變頻進水泵的頻率調節控制，PLC控制方式發生了重大改變，其控制方式為：

　　1、設定水位控制點L0：L0點是水位控制目標（該水位上位機可調），當水位高于該點時，變頻泵頻率每T秒（該時間上位機可調）減少5赫茲，直到較低頻率；當水位低于該點時，變頻泵頻率每T秒增加5赫茲，直到較高頻率。

　　2、設定高液位H1：當水位高于該點時，系統將每10秒啟動一臺非變頻進水泵，一直到液位低于H1為止。

　　3、設定低液位L1：當水位低于該點時，變頻泵頻率每10秒關閉一臺非變頻進水泵，一直到液位高于L1為止。

　　4、設定高液位H2：當水位高于該點時，系統將每5秒啟動兩臺非變頻進水泵，一直到液位低于H2為止。

　　5、設定低液位L2：當水位低于該點時，變頻泵頻率每5秒關閉兩臺非變頻進水泵，一直到液位高于L2為止。

　　在上位機監控界面上，設置了L0點、H1點、L1點、H2點、L2點、間隔時間T等參數設置界面，以便運行人員根據實際運行情況調整參數，達到運行較佳狀態。

 

　　改造后進水泵房自動控制系統已經穩定運行1年多，未出現控制不穩定或者液位過高造成管網溢水等事故，并且通過充分利用變頻調節，實現了節約能源、降低能耗的作用，缺點是需要至少保證一臺變頻泵完好運行，否則無法實現恒液位控制。

 

 

污水處理廠進水泵站自動控制系統設計總結

　　康卓污水處理廠進水泵站自動控制系統設計基于PLC的進水泵房自動控制在整個污水處理廠自動控制系統中是非常重要的組成部分。PLC是專門為在工業環境下應用而設計的一種專用微機，它的高可靠性和較強適應惡劣工業環境的能力保證了控制系統的高可靠性。由于PLC模塊化的功能,軟件又采用統一的結構,若加大處理規模,只需增加相應的功能模塊,增加適當的軟件功能就可在較小的投入下很方便地實現規模擴展。基于PLC的進水泵房自動控制系統運行非常可靠,大大提高了污水處理廠的自動化水平,對能源和設備的利用更加合理，并實現了節約能源、降低能耗，為促進城市與社會可持續發展發揮著極其重要的作用。