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關于水廠污泥脫水系統的升級改造淺析

來源:上海自儀公司作者:上海自儀公司網址:http://www.keithhancox.com

摘要:介紹了水廠污泥處理生產工藝,針對存在的不足,對污泥脫水系統進行了升級改造。在改造中,采用Modbus協議,應用了可編程序控制器與編制了相應的通信程序。升級改造后,水廠污泥脫水系統的生產效率得到提高,運維強度同時降低,效果良好。


1水廠工藝流程

新昌中法供水有限公司于2002年由新昌水務集團與法國蘇伊士集團合作組建,主要負責紹興城區的自來水生產和供應,日設計非常大處理能力14萬流程。


2污泥脫水系統簡介

污泥脫水系統是水廠污水處理的重要一環,主要用于處理絮凝沉淀和濾池反沖后產生的污泥,設置有污水池、濃縮池、平衡池和脫水機房,配備一套疊螺機。污泥經脫水機脫水后變為泥餅,定期運往郊外進行處置,實現污泥水零排放。典型的污泥處理工藝包括四個處理階段:①污泥濃縮,使污泥初步減容平衡,使污泥中的有機物得到分解;③污泥脫水,使污泥進一步減容;④污泥外運,采用綠色填埋等方法實現污泥的有機利用。污泥處理工藝的核心是污泥脫水,脫水設備由上海某環保公司提供,為TECH-402WG型疊螺式污泥脫水機。



3原系統缺陷

(1)網絡化程度不高。疊螺式污泥脫水機與主網未聯網,無法獲取前端兩個平衡池的液位及出口閥狀態,無法實現自動啟停。

(2)自動化程度不高,差壓變送器與可編程序控制器(PLC)采用端子接線方式控制啟停,變頻速度由人工設定,既不方便,又不安全。

(3)存在進泥水箱液位無顯示等其它問題。


4升級改造方案

升級改造方案包括將原PLC更改為帶以太網功能的施耐德TM218LDAE40DRPHNPLC模塊,并且增加模擬量輸入模塊。對于差壓變送器案有三種:①全部Modbus協議通信;②部分Modbus協議+PLC模擬量輸出模塊;③電位器調節。采用第一種方案,ACS550差壓變送bus協議,ACS355差壓變送器需增加四臺FMBA-01現場總線適配器,控制精確,但成本較高,需改動程序。采用第二種方案,ACS5內置Modbus協議,ACS355差壓變送器需增加兩個TM2AVO2HT模擬量輸出模塊,控制精確,成本適中,需改動程序。采用第三種方案確,價格低廉,不需改動程序。綜上分析,選擇第二種方案,升級改造后的系統網絡拓撲。


Modbus協議是Modicon公司開發的應用于電子控制器的一種通用語言協議,已成為通用工業標準。M218系列PLC模塊做Modbu持4區Modbus寄存器,即只支持03、06、16、23功能碼,Modbus主站則只能對%MW區進行讀寫操作。在Modbus通信數據信4XXXX地址為XXXX-1,如40002地址為0001。M218系列PLC模塊內可配置兩個RS485串口、一個RJ45端口SL1、一SL2。SL1用于與觸摸屏通信,SL2用于與第三方設備通信。硬件連接安裝完成后,可以在計算機上運行ping192.168.2.14命令成功。將兩個平衡池PLC液位變量地址分別定義為單字%MW1000、%MW1030,將疊螺式污泥脫水機PLC通信得到的液位緩存寄存器分別數,占用兩個字空間,變量地址定義為%MD200、%MD201。疊螺式污泥脫水機HMIGXU5512觸摸屏對應地址分別為40401、40W3080、%MW3090為兩個平衡池的出口閥狀態字,其中,第0位表示閥開關狀態,第2位表示閥自動和手動狀態,第5位表示閥全自動和半自主站與平衡池PLC通信語句程序如下:


0為500ms周期脈沖,輸出start0,觸發Addm_0通信功能塊。通信功能塊完成,Done標志觸發read_var1讀功能塊。38.2.14’表示SL3端口,對方PLC網際協議(IP)地址為192.168.2.14,讀類型為%MW字,讀起始值分別為%MW100030,緩存寄存器分別為onlyread1、onlyread2。ACS550差壓變送器進行RS485通信時,需要設置參數。


B1為500ms周期脈沖,輸出start觸發Addm_1通信功能塊。通信功能塊完成,Done標志觸發W1_var寫功能塊?!?,1’表口,差壓變送器站號為1,類型為%MW,寄存器40002為給定值REF1,因此起始值firstObj為0001。

1非常大值對應數值為20000,觸摸屏上對應地址應乘以40。差壓變送器接線及參數設置完成后,可以通過觀察參數5309確認是否通信成功,為設置的頻率。


5輸入輸出配置

將輸入模塊配置為4~20mA電流型,自定義PLC內部工程值為0~10000,對應FMU30系列超聲液位計量程0~5m。如電流輸入為12內部工程值為5000,則對應實際量程為2.5m。反之,當PLC內部工程值為5000,實際量程為2.5m時,可反推得輸入電流為12mA。


6結束語

升級改造后的水廠污泥脫水系統運行安全可靠,通信速度快,降低了運維強度,提升了生產效率。隨著自動化技術的不斷推廣應用,水廠污泥脫水系統將的作用。