摘 要：針對(duì)污水提升站的項(xiàng)目，電氣系統(tǒng)在整個(gè)污水站的運(yùn)行中起到不可忽視的作用。本文從污水處理流程、PLC 控制系統(tǒng)、監(jiān)控及安防系統(tǒng)、設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的一些問(wèn)題這幾個(gè)方面談?wù)勎鬯嵘镜碾姎庀到y(tǒng)設(shè)計(jì)。
隨著我國(guó)工業(yè)化程度不斷提高和城市人口密度的不斷增加，環(huán)境保護(hù)已經(jīng)是一個(gè)突出的問(wèn)題。污水處理在環(huán)境保護(hù)中是一個(gè)#重要的環(huán)節(jié)，同時(shí)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和我國(guó)污水處理工程迅速發(fā)展，利用先金的控制技術(shù)和設(shè)備對(duì)污水處理過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控是非常必要的。針對(duì)污水泵站的建設(shè)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)了一套由PLC 控制系統(tǒng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成的污水泵站自動(dòng)化控制系統(tǒng)，較好地解決了污水處理問(wèn)題，是一套先金、可靠、操作簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)。
1 污水提升泵站污水處理流程
以杏南小區(qū)污水泵站建設(shè)工程為例，闡述污水提升泵站污水處理流程。該泵站中有兩臺(tái)潛水泵（一用一備），生活污水不斷的注入集水池內(nèi)，當(dāng)集水池內(nèi)水位升至一個(gè)高水位時(shí)，一臺(tái)泵啟動(dòng)，水位下降至一個(gè)低水位時(shí)，泵自動(dòng)停止工作。當(dāng)集水池再次充滿(mǎn)水時(shí)，起動(dòng)另外一臺(tái)水泵，直至停止工作。
2 電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)組成
根據(jù)污水泵站污水處理過(guò)程的流程和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的要求，整個(gè)污水泵站污水處理站控制部分由電氣部分、PLC控制系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)為集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線混合型結(jié)構(gòu)，PLC 作為現(xiàn)場(chǎng)總線中的一個(gè)站，又作為以太網(wǎng)上的一個(gè)站點(diǎn)，而監(jiān)控中心不作為現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)中的站點(diǎn)，只作為以太網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)，此網(wǎng)上的各站點(diǎn)相互之間的數(shù)據(jù)交換通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行，而現(xiàn)場(chǎng)的信息也通過(guò)以太網(wǎng)從PLC 的寄存器中讀取，控制現(xiàn)場(chǎng)的參數(shù)也由以太網(wǎng)送到主站PLC 的寄存器中，再通過(guò)主/從協(xié)議傳送到現(xiàn)場(chǎng)總線中的各從站。從而實(shí)現(xiàn)污水站的遠(yuǎn)程監(jiān)視控制。
2.1 電氣部分設(shè)計(jì)。由于污水處理是
一個(gè)連續(xù)的非常重要的項(xiàng)目，如果在正常生產(chǎn)中有電源中斷，那樣會(huì)引起工藝狀態(tài)混亂，需要很長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)。所以供電負(fù)荷要求為二級(jí)，供電電源采用雙回線路。泵站的主要用電負(fù)荷為一臺(tái)90kW 的潛水泵。電機(jī)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)/自動(dòng)兩種控制方式，手動(dòng)方式下實(shí)現(xiàn)就地控制，正常運(yùn)行情況下PLC 控制為主。電機(jī)采用軟啟動(dòng)方式啟動(dòng)。另外還要給軸流風(fēng)機(jī)和泵站的一些正常用電配電。
2.2 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
在整個(gè)控制系統(tǒng)中，自動(dòng)控制部分主要有集水池的液位控制、潛水泵本身的溫度、漏油控制。下面仍以泵站中有兩臺(tái)潛水泵（一用一備）為例，具體的說(shuō)明集水池的液位控制流程及程序設(shè)計(jì)。集水內(nèi)安裝2個(gè)浮球液位計(jì)和1個(gè)投入式液位計(jì)。投入式液位計(jì)預(yù)先設(shè)定啟泵（-3.0m ）和停泵（-5.95m ）的數(shù)值（可更改的）。污水不斷的注入集水池內(nèi)，當(dāng)集水池內(nèi)水位升至-3.0m 時(shí)，一臺(tái)泵啟動(dòng)，水位下降至-5.95m 時(shí)，泵自動(dòng)停止工作。當(dāng)集水池再次充滿(mǎn)水時(shí)，起動(dòng)另外一臺(tái)水泵，直至停止工作。兩臺(tái)水泵可由程序控制自動(dòng)切換使用，以保證各臺(tái)泵平均使用；泵出口電動(dòng)閥門(mén)與相應(yīng)泵聯(lián)鎖。開(kāi)泵過(guò)程為：先啟泵后開(kāi)閥；停泵過(guò)程為：先關(guān)閥后停泵。2個(gè)浮球液位計(jì)分別設(shè)在高低液位的兩個(gè)值，當(dāng)達(dá)到這兩個(gè)值時(shí)，通過(guò)PLC與報(bào)警呼叫裝置連接，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳到監(jiān)控中心。
2.3 監(jiān)控及安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
污水站，除了有遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)外，還必須有遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控及防盜等的安防系統(tǒng)。
2.3.1 周界防范報(bào)警系統(tǒng)。
周界防范報(bào)警系統(tǒng)通過(guò)在泵站的四周?chē)鷫ι习仓弥鲃?dòng)紅外對(duì)射探測(cè)器，對(duì)周界分段警戒，防范閑雜人員翻越圍墻進(jìn)入泵站，當(dāng)圍墻上有人翻越時(shí)，泵站報(bào)警主機(jī)上會(huì)出現(xiàn)聲光報(bào)警，同時(shí)報(bào)警信號(hào)自動(dòng)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，并自動(dòng)記錄報(bào)警時(shí)間與保存報(bào)警信息。
2.3.2 防盜系統(tǒng)。
在泵站的室內(nèi)安裝了幕簾式被動(dòng)紅外入侵探測(cè)器，用于防止他人未經(jīng)許可進(jìn)入房間實(shí)施破壞。
2.3.3 遠(yuǎn)程視頻圖象監(jiān)控系統(tǒng)。
遠(yuǎn)程視頻圖象監(jiān)控系統(tǒng)是在污水泵站配電間、污水泵站院內(nèi)等設(shè)置前端攝像機(jī)，將圖象傳送到監(jiān)控中心，由監(jiān)控中心對(duì)整個(gè)泵站進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和記錄，使管理人員充分了解泵站的動(dòng)態(tài)。該系統(tǒng)與泵站室內(nèi)防盜報(bào)警、周界報(bào)警等系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，通過(guò)數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)，完成監(jiān)視、報(bào)警、設(shè)防和監(jiān)視圖象的存儲(chǔ)和檢索。
3 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意的一些問(wèn)題
這幾年做污水提升泵站的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)出現(xiàn)過(guò)一些問(wèn)題，值得大家以后在設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的。
3.1 電源的問(wèn)題。
污水站屬于二級(jí)負(fù)荷。在水專(zhuān)業(yè)的規(guī)范中有說(shuō)明，在電氣規(guī)范中沒(méi)有說(shuō)明，說(shuō)以在設(shè)計(jì)時(shí)，我們都查了規(guī)范，可以沒(méi)有看到是二級(jí)負(fù)荷，就沒(méi)有按照二級(jí)負(fù)荷考慮電源的問(wèn)題。根據(jù)民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范（JG J16-2008）3.2.10，二級(jí)負(fù)荷的供電系統(tǒng)，宜采用兩回線路供電。一定要跟高壓部門(mén)結(jié)合好引電源的位置，是不是可以增容。
3.2 配電柜內(nèi)設(shè)備的問(wèn)題。
從現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際來(lái)看，進(jìn)線柜若是雙電源切換柜，1000m m 寬的柜子還是比較小，排的滿(mǎn)滿(mǎn)的，電纜在后面都沒(méi)有多余的空間，所以柜體寬度#好為1200m m 。
3.3 自控設(shè)備的問(wèn)題。
設(shè)計(jì)中采用了超聲波液位計(jì)和浮球液位計(jì)，以后的設(shè)計(jì)中可以考慮雷達(dá)液位計(jì)、激光液位計(jì)等。設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)每個(gè)物業(yè)的情況選擇相應(yīng)的液位計(jì)。
3.4 加裝雨棚燈、院內(nèi)照明的問(wèn)題。
在做擁軍污水泵站設(shè)計(jì)時(shí)給我們的圖紙就沒(méi)有雨棚，也沒(méi)有道路規(guī)劃，所以電氣設(shè)計(jì)時(shí)就沒(méi)有安裝雨棚燈，也沒(méi)有設(shè)計(jì)道路照明。
在以后的設(shè)計(jì)中，細(xì)節(jié)的地方#好溝通一下，解決方法有很多：可以安裝聲光控雨棚燈；污水泵房頂四周增設(shè)投光燈；有磚圍欄的，也可在圍欄柱上安裝燈具；站內(nèi)道路也可以增設(shè)路燈。另外一定要注意的是：污水池內(nèi)的照明燈具要選用防爆燈。從人性化的考慮，可以在大門(mén)處增加門(mén)鈴，以便來(lái)訪人員。
結(jié)語(yǔ)
污水提升泵站電氣系統(tǒng)在整個(gè)污水泵站的運(yùn)行中起到非常大的作用，利用了當(dāng)前先金的硬件、先金的控制系統(tǒng)軟件、先金的網(wǎng)絡(luò)總線技術(shù)，形成了一套先金、可靠、可利用性高、實(shí)時(shí)性好、操作簡(jiǎn)單、控制品質(zhì)高、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的控制系統(tǒng)。降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)環(huán)境，體現(xiàn)了良好的社會(huì)效益。
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