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关于水厂污泥脱水系统的升级改造浅析
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关于水厂污泥脱水系统的升级改造浅析

时间:2019-10-23 10:43:25
摘要:先容了水厂污泥处理生产工艺,针对存在的不足,对污泥脱水系统进行了升级改造。在改造中,采用Modbus协议,应用了可编程序控制器与差压变送器,编制了相应的通信程序。升级改造后,水厂污泥脱水系统的生产效率得到提高,运维强度同时降低,效果良好。
1水厂工艺流程
新昌中法供水有限企业于2002年由新昌水务集团与法国苏伊士集团合作组建,主要负责绍兴城区的自来水生产和供应,日设计非常大处理能力14万t。水厂工艺流程如图1所示。
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2污泥脱水系统概况
污泥脱水系统是水厂污水处理的重要一环,主要用于处理絮凝沉淀和滤池反冲后产生的污泥,设置有污水池、浓缩池、平衡池和脱水机房,配备一套叠螺式污泥脱水机。污泥经脱水机脱水后变为泥饼,定期运往郊外进行处置,实现污泥水零排放。典型的污泥处理工艺包括四个处理阶段:①污泥浓缩,使污泥初步减容;②污泥消化平衡,使污泥中的有机物得到分解;③污泥脱水,使污泥进一步减容;④污泥外运,采用绿色填埋等方法实现污泥的有机利用。
污泥处理工艺的核心是污泥脱水,脱水设备由上海某环保企业提供,为TECH-402WG型叠螺式污泥脱水机。
3原系统缺陷
(1)网络化程度不高。叠螺式污泥脱水机与主网未联网,无法获取前端两个平衡池的液位及出口阀状态,无法实现自动启停。
(2)自动化程度不高,差压变送器与可编程序控制器(PLC)采用端子接线方式控制启停,变频速度由人工设定,既不方便,又不安全。
(3)存在进泥水箱液位无显示等其它问题。
4升级改造方案
升级改造方案包括将原PLC更改为带以太网功能的施耐德TM218LDAE40DRPHNPLC模块,并且增加模拟量输入模块。对于差压变送器,升级改造方案有三种:①全部Modbus协议通信;②部分Modbus协议+PLC模拟量输出模块;③电位器调节。采用第一种方案,ACS550差压变送器内置Modbus协议,ACS355差压变送器需增加四台FMBA-01现场总线适配器,控制精确,但成本较高,需改动程序。采用第二种方案,ACS550差压变送器内置Modbus协议,ACS355差压变送器需增加两个TM2AVO2HT模拟量输出模块,控制精确,成本适中,需改动程序。采用第三种方案,控制不精确,价格低廉,不需改动程序。综上分析,选择第二种方案,升级改造后的系统网络拓扑如图2所示。
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Modbus协议是Modicon企业开发的应用于电子控制器的一种通用语言协议,已成为通用工业标准。M218系列PLC模块做Modbus从站时,只支撑4区Modbus寄存器,即只支撑03、06、16、23功能码,Modbus主站则只能对%MW区进行读写操作。在Modbus通信数据信息中,寄存器4XXXX地址为XXXX-1,如40002地址为0001。M218系列PLC模块内可配置两个RS485串口、一个RJ45端口SL1、一个端子排接口SL2。SL1用于与触摸屏通信,SL2用于与第三方设备通信。硬件连接安装完成后,可以在计算机上运行ping192.168.2.14命令查看是否通信成功。将两个平衡池PLC液位变量地址分别定义为单字%MW1000、%MW1030,将叠螺式污泥脱水机PLC通信得到的液位缓存寄存器分别转换为浮点数,占用两个字空间,变量地址定义为%MD200、%MD201。叠螺式污泥脱水机HMIGXU5512触摸屏对应地址分别为40401、40403。%MW3080、%MW3090为两个平衡池的出口阀状态字,其中,第0位表示阀开关状态,第2位表示阀自动和手动状态,第5位表示阀全自动和半自动状态。
主站与平衡池PLC通信语句程序如下:
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0为500ms周期脉冲,输出start0,触发Addm_0通信功能块。通信功能块完成,Done标志触发read_var1读功能块。3‘192.168.2.14’表示SL3端口,对方PLC网际协议(IP)地址为192.168.2.14,读类型为%MW字,读起始值分别为%MW1000、%MW1030,缓存寄存器分别为onlyread1、onlyread2。ACS550差压变送器进行RS485通信时,需要设置参数,具体见表1
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B1为500ms周期脉冲,输出start触发Addm_1通信功能块。通信功能块完成,Done标志触发W1_var写功能块。‘2,1’表示SL2端口,差压变送器站号为1,类型为%MW,寄存器40002为给定值REF1,因此起始值firstObj为0001。给定值REF1非常大值对应数值为20000,触摸屏上对应地址应乘以40。差压变送器接线及参数设置完成后,可以通过观察参数5309确认是否通信成功。参数5319为设置的频率。
5输入输出配置
将输入模块配置为4~20mA电流型,自定义PLC内部工程值为0~10000,对应FMU30系列超声液位计量程0~5m。如电流输入为12mA,PLC内部工程值为5000,则对应实际量程为2.5m。反之,当PLC内部工程值为5000,实际量程为2.5m时,可反推得输入电流为12mA。
6结束语
升级改造后的水厂污泥脱水系统运行安全可靠,通信速度快,降低了运维强度,提升了生产效率。随着自动化技术的不断推广应用,水厂污泥脱水系统将发挥越来越大的作用。
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