第1章 組態(tài)**介紹
組態(tài)**開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件是新型的工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)正以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)軟、硬件平臺(tái)構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)，它具有適應(yīng)性強(qiáng)、開放性好、易于擴(kuò)展、經(jīng)濟(jì)、開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。通常可以把這樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個(gè)層次結(jié)構(gòu)。其中監(jiān)控層對(duì)下連接控制層，對(duì)上連接管理層，它不但實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，且在自動(dòng)控制系統(tǒng)中完成上傳下達(dá)、組態(tài)開發(fā)的重要作用。尤其考慮三方面問題：畫面、數(shù)據(jù)、動(dòng)畫。通過對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)要求及實(shí)現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)**對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。組態(tài)軟件也為試驗(yàn)者提供了可視化監(jiān)控畫面，有利于試驗(yàn)者實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。而且，它能充分利用Windows的圖形編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫面，并以動(dòng)畫方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài)，具有報(bào)警窗口、實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線等，可便利的生成各種報(bào)表。它還具有豐富的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能。
1使用組態(tài)**實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)仿真的基本步驟：
(1)圖形界面的設(shè)計(jì)；
(2)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)；
(3)建立動(dòng)畫連接；
(4)運(yùn)行和調(diào)試。
2 使用組態(tài)**軟件開發(fā)具有以下幾個(gè)特點(diǎn):
(1)實(shí)驗(yàn)全部用軟件來實(shí)現(xiàn),只需利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)就可完成自動(dòng)控制系統(tǒng)課程的實(shí)驗(yàn),從而大大減少購(gòu)置儀器的經(jīng)費(fèi)。
(2)該系統(tǒng)是中文界面,具有人機(jī)界面友好、結(jié)果可視化的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)用戶而言,操作簡(jiǎn)單易學(xué)且編程簡(jiǎn)單,參數(shù)輸入與修改靈活,具有多次或重復(fù)仿真運(yùn)行的控制能力,可以實(shí)時(shí)地顯示參數(shù)變化前后系統(tǒng)的特性曲線,能很直觀地顯示控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線,這些很強(qiáng)的交互能力使其在自動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)中可以發(fā)揮理想的效果。
3 在采用組態(tài)**開發(fā)系統(tǒng)編制應(yīng)用程序過程中需要注意的地方
(1)圖形,是怎樣用抽象的圖形畫面來模擬實(shí)際的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和相應(yīng)的工控設(shè)備。
(2)數(shù)據(jù),就是創(chuàng)建一個(gè)具體的數(shù)據(jù)庫(kù),并用此數(shù)據(jù)庫(kù)中的變量描述工控對(duì)象的各種屬性,比如水位、流量等。
(3)連接,就是畫面上的圖素以怎樣的動(dòng)畫來模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行,以及怎樣讓操作者輸入控制設(shè)備的指令。
第2章 污泥離心機(jī)基本構(gòu)成及原理
污泥離心脫水處理成套裝置是城市生活污水處理、自來水生產(chǎn)過程中的污泥處理、工農(nóng)業(yè)污水處理工程中的重要設(shè)備。它具有污泥脫水、污泥濃縮脫水一體化處理功能。G際上一般采用全封閉連續(xù)運(yùn)行的大長(zhǎng)徑比臥式螺旋卸料沉降
離心機(jī)(簡(jiǎn)稱大長(zhǎng)徑比臥螺機(jī))。
2.1 基本構(gòu)成
作為污泥脫水的主機(jī)，它具有其它類型污泥脫水設(shè)備所不具有的優(yōu)點(diǎn)：
(1)全封閉運(yùn)行，現(xiàn)場(chǎng)清潔無污染；(2)絮凝劑、清洗水用量少日常運(yùn)行成本低廉；
(3)設(shè)備布局緊湊，占地面積小，可明顯減少征地及基建投資。
本公司制造的污泥離心脫水成套裝置，其主機(jī)的長(zhǎng)徑比大，轉(zhuǎn)速高，整個(gè)處理過程中對(duì)污泥的切割粉碎、進(jìn)料、排泥、輸送，絮凝劑的投加以及對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行狀況的監(jiān)控，均由PLC+液晶屏的控制系統(tǒng)來實(shí)施。對(duì)用戶而言，該裝置作為全自動(dòng)化的成套操作單元，是一款理想的交鑰匙工程。污泥離心機(jī)主要由以下幾個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成：
1．污泥進(jìn)料系統(tǒng)： 由污泥切割機(jī)、污泥進(jìn)料泵、電磁流量計(jì)、閥門、管道等組成；
2.絮凝劑投配系統(tǒng)：由PT型干粉自動(dòng)定量配投裝置、稀釋水裝置、加藥螺桿泵、閥門、管道等組成。可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的投料、溶解、熟化、儲(chǔ)存、計(jì)量加藥等過程，整個(gè)過程無需人為操作，完全自動(dòng)運(yùn)行。
3.比重劑投配系統(tǒng)：JY型攪拌桶、電動(dòng)隔膜泵、閥門、管道等組成。該系統(tǒng)為含油污泥(浮渣)脫水的配套設(shè)備。
4.脫水污泥輸送系統(tǒng)(無軸螺旋輸送器)：WLS系列無軸螺旋的設(shè)計(jì)能有效地防止泥餅的堵塞和纏繞，被廣泛應(yīng)用于污泥離心脫水處理后污泥的輸送。
5.電控系統(tǒng)(PLC+液晶屏全自動(dòng)控制，動(dòng)態(tài)畫面顯示)：由臥螺主機(jī)、進(jìn)料泵、加藥泵、稀釋水泵、PLC控制及相關(guān)電氣元件控制箱及液晶觸摸屏組成。
2.2 基本原理
臥螺離心污泥脫水機(jī)組主要由型臥螺離心機(jī)、全自動(dòng)絮凝劑制備投加裝置、污泥粉碎切割機(jī)、進(jìn)泥泵、加藥泵、單螺桿污泥輸送泵、流量計(jì)和全自動(dòng)控制系統(tǒng)等構(gòu)成。如圖2-1所示。
圖2-1 污泥脫水離心機(jī)
臥螺離心機(jī)是臥式螺旋卸料離心機(jī)的簡(jiǎn)稱，當(dāng)污泥進(jìn)入離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓腔后,高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力，污泥顆粒由于密度大,離心力也大，因此污泥被甩貼在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，形成固環(huán)層；而水的密度較小，離心力也小，只能在固環(huán)層內(nèi)側(cè)形成液環(huán)層。圖2-2為簡(jiǎn)易的污泥脫水圖。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
圖2-2 簡(jiǎn)易污泥脫水圖
轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁的污泥推向轉(zhuǎn)鼓小端出口處排出，分離出的水從轉(zhuǎn)鼓的另一端排出。圖2-3即為污泥脫水的演示圖。
圖2-3脫水演示圖
第3章 機(jī)組的運(yùn)行
3.1 機(jī)電消耗
臥螺離心脫水機(jī)采用雙電機(jī)雙變頻驅(qū)動(dòng)方式,轉(zhuǎn)鼓和螺旋由主電機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)鼓和螺旋之間的差轉(zhuǎn)速靠差速器帶動(dòng)輔電機(jī)發(fā)電產(chǎn)生制動(dòng)力來實(shí)現(xiàn)，輔電機(jī)工作時(shí)處于發(fā)電狀態(tài)，不消耗電能,輔電機(jī)發(fā)出的電通過主、副變頻器共用母線，將電能反饋給主變頻器，離心機(jī)主機(jī)的耗電電流小于主電機(jī)的電流減去輔電機(jī)的發(fā)電電流。主電機(jī)功率為30kw，主要考慮到離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓和螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，啟動(dòng)電流高而配置的。主機(jī)實(shí)際耗電電流不到40A，離心機(jī)主機(jī)噸干泥的耗電量在11～13kw·h之間，6%左右進(jìn)泥濃度條件下的帶式壓濾機(jī)主機(jī)噸干泥耗電量在16～20kw·h之間(主要是沖洗水泵的耗電)。
3.2 絮凝劑的消耗
臥螺離心脫水機(jī)組絮凝劑單耗為3～4kg/tDS，隨著離心機(jī)進(jìn)泥量的增加，離心機(jī)絮凝劑的單耗也隨之增加，污泥回收率隨之降低。因進(jìn)泥量增加后，污泥在離心機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間縮短,必須通過增加絮凝劑量提高絮凝效果，使泥水分離速度加快。另外，絮凝劑的單耗還與污泥的性質(zhì)有關(guān)，如果污泥消化處理不徹底或濃縮池內(nèi)停留時(shí)間較長(zhǎng)，正值酸化階段，污泥的比阻增大，這種污泥脫水比較困難,絮凝劑的單耗將增加。消化充分的污泥比未經(jīng)消化的污泥可節(jié)省1/4～1/3的絮凝劑投加量，因此在污泥處理的運(yùn)行管理中要盡量避免污泥出現(xiàn)酸化。
3.3 機(jī)組差轉(zhuǎn)速
差轉(zhuǎn)速增大時(shí)，污泥在離心機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間縮短，并加大了對(duì)液環(huán)層的擾動(dòng)，污泥的回收率和泥餅的含固率都將降低，但增大差轉(zhuǎn)速可提高離心機(jī)的處理能力。差轉(zhuǎn)速減少時(shí)，污泥在離心機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間延長(zhǎng)，對(duì)液環(huán)層的擾動(dòng)也減輕，污泥回收率和泥餅含固率都將提高，但離心機(jī)的處理能力將降低。
3.4 主輔電機(jī)電流
在主電機(jī)轉(zhuǎn)速一定的條件下，進(jìn)泥量增加,主電機(jī)電流也相應(yīng)增加。在進(jìn)泥量一定的條件下，輔電機(jī)的電流隨著差轉(zhuǎn)速的增加而減少，差轉(zhuǎn)速不能太低，否則將由于污泥在機(jī)內(nèi)積累過量，使固環(huán)層大于液環(huán)層，輔電機(jī)過載而損壞離心機(jī)。
第4章 影響離心機(jī)的因素
4.1 工藝因素
由于離心機(jī)是利用固液兩相的密度差來實(shí)現(xiàn)固液分離的，因此污泥顆粒比重越大越易于分離。一般情況，城市污水處理廠的初沉污泥較易脫水，剩余污泥較難脫水，而混合污泥的脫水性能介于兩者之間，不同污水水質(zhì)產(chǎn)生的污泥和采用不同水處理工藝得到的污泥會(huì)有較大差異，因此在污泥脫水中會(huì)有不同的表現(xiàn)。
為改善污泥脫水性能，進(jìn)行機(jī)械脫水前一般應(yīng)均勻加入適量的有機(jī)高分子絮凝劑，如聚丙烯酰胺(PAM)，來降低污泥的比阻，使污泥固相和液相分離后更易于脫水，絮凝劑的種類必須和污泥特性相適應(yīng)及與設(shè)備類型和運(yùn)行工況相適應(yīng)。
根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況表明，在絮凝劑（污泥脫水劑）投加量達(dá)到一定程度后，投加絮凝劑的多少對(duì)離心脫水的泥餅含固率的影響很小，對(duì)濾液的質(zhì)量影響較大。在一般情況下，設(shè)備能夠適合的污泥濃度有一定的范圍要求，污泥濃度過低或過高均會(huì)消耗更多的絮凝劑。在設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的污泥濃度情況下，絮凝劑的用量和待處理污泥的固含量近似成正比例關(guān)系，所以，在一定污泥流量的情況下，絮凝劑的投加量要根據(jù)污泥的濃度進(jìn)行調(diào)整，很多時(shí)候，由于污泥濃度發(fā)生變化，而絮凝劑投加量沒有及時(shí)調(diào)整而使現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行表現(xiàn)不佳或產(chǎn)生藥耗增加。
若絮凝劑溶解狀況不好導(dǎo)致實(shí)際用量不足或絮凝劑配置濃度過低使藥液有效成分供應(yīng)不足，則難以形成相應(yīng)干度的泥餅，影響上清液質(zhì)量；而絮凝劑濃度太大，絮凝劑高分子鏈上的活性基團(tuán)則會(huì)由于相互屏蔽、包裹而使有效成分難以充分發(fā)揮功效，從而造成藥劑的浪費(fèi)；由于絮凝劑投加量過量較多，絮凝體的再分散作用也會(huì)破壞絮體穩(wěn)定性，絮凝效果同樣不好。
絮凝劑用量太大，不僅造成浪費(fèi)，而且處理效果沒有顯著提高。市政污泥處理中，有機(jī)高分子絮凝劑藥液的配置濃度一般為1‰～5‰，絮凝劑用量一般3～5kg／TDS，某些工業(yè)污泥絮凝劑用量可能會(huì)達(dá)到或超過10kg／TDS，這取決于污泥性質(zhì)和污泥脫水機(jī)性能。由于脫水機(jī)設(shè)備性能差異，同樣性質(zhì)的污泥在使用相同型號(hào)絮凝劑的情況下也會(huì)有不同的絮凝劑消耗表現(xiàn)。
4.2 其他因素
1．轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速
轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)通常通過變頻電機(jī)或液壓馬達(dá)來實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)速越大，離心力越大，有助于提高泥餅含固率。但轉(zhuǎn)速過大會(huì)使污泥絮凝體被破壞，反而降低脫水效果。同時(shí)較高轉(zhuǎn)速對(duì)材料的要求高，對(duì)機(jī)器的磨損增大，動(dòng)力消耗、振動(dòng)及噪聲水平也會(huì)相應(yīng)增加。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
2．差速度（差數(shù)比）
差速度直接影響排渣能力、泥餅干度和濾液質(zhì)量，是臥螺離心機(jī)運(yùn)行中重要的需要根據(jù)運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)節(jié)的參數(shù)之一。提高差速度，有利于提高排渣能力，但沉渣脫水時(shí)間會(huì)縮短，脫水后泥餅含水率大，同時(shí)過大差速度會(huì)使螺旋對(duì)澄清區(qū)液池的擾動(dòng)加大，濾液質(zhì)量相對(duì)差一些（俗稱“返混”）。
第5章 總結(jié)
通過這次試驗(yàn)我了解到:污泥是污水處理廠和污水污水站污水處理的必然產(chǎn)物。未經(jīng)恰當(dāng)處理處置的污泥進(jìn)入環(huán)境后，直接給水體和大氣帶來二次污染，不但降低了污水處理系統(tǒng)的有效處理能力，而且對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類的活動(dòng)構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅該處理工藝不僅對(duì)污泥廢水治理徹底，而且全封閉運(yùn)行，現(xiàn)場(chǎng)清潔無污染，設(shè)備布局緊湊，占地面積小，可明顯減少征地及基建投資。絮凝劑、清洗水用量少，日常運(yùn)行成本低廉；不會(huì)引起二次污染；處理后清水全部回用，可節(jié)省水資源，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行過程中，利用組態(tài)**能夠快捷地設(shè)計(jì)畫面，方便地采集并顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),但是,由于其提供的命令語(yǔ)言環(huán)境較弱,比如,沒有提供數(shù)組定義功能,對(duì)所編程序的大小也有限制等,使得較復(fù)雜的控制算法較難實(shí)現(xiàn)。因此，將組態(tài)**同其他等軟件結(jié)合在一起,協(xié)同作用,就可以充分利用各種軟件的優(yōu)勢(shì),大大提高軟件編程的效率和靈活性,進(jìn)一步完善系統(tǒng)的功能和界面,本系統(tǒng)也正進(jìn)行相關(guān)的研究。在這次實(shí)驗(yàn)中通過對(duì)污泥脫水離心機(jī)運(yùn)行原理簡(jiǎn)要介紹并利用組態(tài)**軟件控制試驗(yàn)技術(shù)特點(diǎn)，著重闡述了組態(tài)**軟件在該系統(tǒng)的應(yīng)用。本系統(tǒng)利用組態(tài)**軟件實(shí)現(xiàn)了污泥脫水離心機(jī)運(yùn)行原理算法和主控界面，建立了污泥脫水離心機(jī)運(yùn)行原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
