LK在氧化溝工藝污水處理廠中的應用
氧化溝工藝為常見的污水處理工藝的一種。氧化溝又名氧化渠，因其構筑物呈封閉的環形溝渠而得名。它是活性污泥法的一種變型。因為污水和活性污泥在曝氣渠道中不斷循環流動，因此有人稱其為“循環曝氣池”、“無終端曝氣池”。氧化溝的水力停留時間長，有機負荷低，其本質上屬于延時曝氣系統。
以和利時公司LK可編程控制器（PLC）為主的自動化控制系統應用于污水處理廠，完全能滿足氧化溝污水處理工藝的要求，提供了一種高可靠性、低成本、更優化的控制方案。
LK可編程控制器（PLC）是和利時公司在總結十五年控制系統設計和幾千套工程項目實施經驗基礎上推出的適用于中、高性能控制領域的產品，CPU模塊中集成工業級處理器（主頻可達533MHz），指令處理速度可達13ns。相對傳統PLC而言，LK可編程控制器充分融合了DCS和PLC的優點，采用了高性能的模擬量處理技術、小型化的結構設計、開放的工業標準、通用的系統平臺、使產品不僅具有強大的功能和卓越的性能，而且具有更高的可靠性、更佳的開放性和易用性。
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圖1 氧化溝法工藝流程
自動化控制系統設計
整個系統由1個中央控制室、3個現場PLC控制站組成。現場PLC控制站，由可編程序控制器（PLC）系統及檢測儀表組成，對污水處理廠各工藝過程進行分散控制；再由中央控制室（CCR），對全廠實行集中管理。中央控制室、PLC控制站之間的數據通訊采用高速的、實時的工業以太網，網絡結構為環形，通訊速率為100Mbps，傳輸介質為光纖。中央控制站設于綜合樓中控室；現場控制站設三個，分別位于進水泵房（1#PLC控制站）、鼓風機房（2#PLC控制站）、污泥濃縮脫水機房（3#PLC控制站），采用和利時公司LK系列PLC。
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圖2 自動化控制系統示意
全廠通訊網絡分成二級，即第一級為中控/現場監控級，現場控制站至中央控制站采用工業以太網光纖環網；第二級為數據傳輸級，為現場控制站至設備控制箱的常規I/O電纜連接。
污水處理廠自動化控制系統控制方式設計為現場設備就地手動控制、自動化控制系統遠程手動控制、自動化控制系統遠程自動控制三種控制方式。三種方式的級別由高到低依次為就地手動控制、遠程手動、遠程自動。
工藝控制策略
•格柵控制
格柵控制采用時間控制和液位差控制兩種模式。正常情況下，格柵根據預先設定的時間間隔及持續時間進行運行，當格柵前后的液位差大于設定值，則格柵除污機開始連續工作，直至液位差小到滿足要求后，恢復正常的格柵除污機操作。
柵渣輸送壓榨機與格柵聯動運行。
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•提升泵房
根據集水池液位自動控制變頻調速泵的轉速及水泵的開/停。根據集水池最低液位，自動停泵，實現泵的干運轉保護。每一臺泵的起動次數和總的運行小時數均衡。初始設定使每臺泵的運轉時間相等。控制系統監視泵的運行過程，如泵故障報警并自動投入備用泵。
•沉砂池及砂水分離機
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•氧化溝
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PLC根據各溝道的溶解氧測量值大小調節轉碟的運行及其轉速，并控制推進器刮泥橋的運行。
•回流及剩余污泥泵房
回流污泥泵的開停及運行時間由PLC根據生物池中檢測的混合液濃度反饋控制。
•變電站
PLC不參與變電站的控制，通過RS485或其它接口與電站自動化監控系統通信。
•污泥濃縮池
污泥濃縮池攪拌器連續運行，由現場電氣控制箱手動啟停或由PLC控制。
•污泥脫水機房
污泥脫水機及其輔機由污泥脫水機控制箱控制，當污泥脫水機工作時，其污泥泵、加藥裝置、投配泵等聯動運行。
•鼓風機房
鼓風機控制系統以氣體信號為主控信號，氧化溝溶解氧信號為輔助信號，根據實際負荷的大小進行自動控制調節閥的開啟度，達到控制出水水質的目的。每一臺鼓風機的起動次數和總的運行小時數均衡。
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