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基于PLC的DCS控制系统在污水处理厂中的应用

2016年05月23日 17:17来源:上海巴安水务股份有限公司 >>进入该公司展台人气:2069

  随着国民经济建设的快速发展,各级政府对环境保护更加关注,各地陆续新建了一大批污水处理厂。这些新建的污水处理厂根据自身特点,对控制系统的性能和价格提出了新的要求。
  
  重庆市奉节污水处理厂采用CASS工艺对生活污水进行处理,日处理量为3万吨。其DCS系统以高性价比的PLC为控制单元,采用商用计算机为监控站。整个系统在实现生产自动化的情况下,有效降低了系统成本,从2004年投产至今运行情况良好。
  
  1生产工艺简介
  
  污水处理是一种连续的生化反应过程,有氧化沟工艺、AO、SBR、CASS等众多不同的处理工艺。奉节污水处理厂所采用的污水处理工艺为新型改良CASS(CyclicActivatedSludgeSystem,循环式活性污泥法)工艺,属于改进型SBR工艺的一种,由格栅井、CASS池、鼓风机房、加药间、储泥池、脱水机房、接触消毒池组成。该工艺具有以下特点:
  
  (1)可升降的滗水器zui大限度降低了排水水流对底部沉淀污泥扰动。
  
  (2)抗冲击力强,对难降解有机物的去除效率高,同时具有脱氮除磷功能。
  
  (3)工艺流程短,占地面积小,建设费用低,运转费用省。
  
  (4)管理简单,运行可靠,出水水质好,无异味。
  
  (5)污泥产量低,污泥性质稳定,不发生污泥膨胀。
  
  2DCS控制系统选型及硬件配置
  
  2.1DCS系统的选型
  
  重庆市奉节口前污水处理厂为三峡库区国债项目建设的*批污水处理厂,根据实际的工艺要求及建设特点,该项目对控制系统提出了如下要求:
  
  (1)受控设备控制点数在800点内。控制工艺较为复杂,但是我们所需要的算法并不复杂,基本以时间控制和位式控制为主。
  
  (2)控制系统须成熟可靠,便于调试和维护。
  
  (3)考虑到会有第三方产品,网络通讯及其协议须具备开放性和标准性。
  
  (4)测量设备和受控设备均为传统设备,基本不带现场总线通讯能力,所以输入、输出控制还是以传统的I/O点为基础。
  
  (5)作为国债投资项目,尽可能在满足要求的前提下降低造价。
  
  经过比较,该厂的自动化控制系统采用以PLC为基础的DCS控制系统,该系统在满足生产要求的基础上其性能和价格上取得了很好的平衡。
  
  2.2基于PLC的DCS系统
  
  传统DCS是针对流程工业的仪表控制系统发展起来的,主要功能是实现连续物理量的监视与调节。PLC是针对传统的继电器控制系统而发展起来的,主要功能是实现开关量的逻辑控制。
  
  一般来说,PLC是一种局部的控制器,但随着应用规模的扩大以及工业以太网的出现,多台PLC能够互连起来而形成的较大控制系统。与单个的PLC相比有几点重大的改变:
  
  (1)在网络上挂接了在线的通用计算机,其作用一是实现系统组态、编程和下装,二是在线监视被控过程的状态。这样,一个具有现场控制层和协调控制层的DCS雏形就出现了。
  
  (2)在PLC中增加了模拟量I/O接口和数值计算功能,这样,PLC就不仅可以完成逻辑控制,也可以完成模拟量监测及控制和混合控制的功能。
  
  (3)越来越多的PLC厂家把的网络改成为通用的网络,这样就使PLC有条件和其它各种计算机系统和设备实现集成,以组成大型的控制系统。
  
  上述几点改变使得PLC组成的系统具备了DCS的形态。由于PLC产品已经进入市场多年,其I/O接口、编程方法、网络通信都趋于标准化和适应开放系统的要求,同时通过扩展能够增加现场总线通讯功能。加上PLC在价格上的优势,使得PLC在分布式控制系统领域有着很重要的地位,在很多应用领域具有相当大的竞争优势。
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