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        基于PLC的垃圾滲透液處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        2017-09-01 11:50:53劉小棠
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2017年23期
        關(guān)鍵詞:控制系統(tǒng)應(yīng)用

        劉小棠

        摘 要:目前我國垃圾滲濾液日均產(chǎn)生量已達(dá)十幾萬噸,垃圾填埋場溢出的滲濾液排入河流和周圍農(nóng)田,隨著雨水進(jìn)入地下,周邊水體遭到嚴(yán)重污染。隨著PLC控制技術(shù)的發(fā)展,其在垃圾滲透液的處理上的已得到廣泛應(yīng)用。文章首先分析了處理滲透液的意義,然后分析了國內(nèi)外控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀,介紹控制系統(tǒng)的內(nèi)容和解決的問題,最后重點(diǎn)介紹了完善的工藝流程和控制技術(shù)在垃圾滲透液處理系統(tǒng)中的應(yīng)用。

        關(guān)鍵詞:PLC;垃圾滲透液;控制系統(tǒng);應(yīng)用

        中圖分類號:R124.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:2095-2945(2017)23-0100-02

        《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了生活垃圾滲濾液的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),確定了現(xiàn)有和新建垃圾填埋場水污染排放濃度的限值。在國務(wù)院已批準(zhǔn)的《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市生活垃圾處理工作意見》中規(guī)定到2015年,城市生活垃圾無害化處理率將達(dá)到80%以上。上述標(biāo)準(zhǔn)與意見的出臺及實(shí)施對垃圾滲濾液處理既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。

        1 垃圾滲透液處理的意義

        焚燒廠垃圾滲透液來源于焚燒前的垃圾儲坑,主要是垃圾自身含水和代謝水,其水質(zhì)的成分相當(dāng)復(fù)雜,污染物種類多,又因?yàn)榧竟?jié)天氣的原因,其濃度存在短期波動(dòng)性和長期復(fù)雜性,可見處理其的難度較大。因此如何能選擇一套合理可行的滲透液處理工藝路線,處理系統(tǒng)又不僅能滿足我國所提倡的低能耗、低污染、低排放的要求,同時(shí)其控制系統(tǒng)滿足穩(wěn)定可靠、可操作性和可維護(hù)性好是垃圾滲透液技術(shù)發(fā)展的方向,是該設(shè)計(jì)的研究意義所在。

        2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

        在垃圾滲透液處理方面,直到本世紀(jì)初,國內(nèi)開始引入垃圾焚燒的處理方式,并由歐洲引進(jìn)先進(jìn)的工藝技術(shù)-膜處理,并將其成功的應(yīng)用在滲濾液的處理上。由于它這種技術(shù)可以根據(jù)不同的進(jìn)水水質(zhì)、出水要求和工程成本,通過組合工藝的方式,使經(jīng)過處理的滲濾液達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。盡管從工藝技術(shù)上來說垃圾滲濾液是可以處理達(dá)標(biāo)的,但處理效果仍然受季節(jié)和變化和填埋時(shí)間的影響,表現(xiàn)為效果不穩(wěn)定、不達(dá)標(biāo)等缺點(diǎn)。受此影響,企業(yè)對滲透液處理的控制技術(shù)的要求也水漲船高,特別是在控制系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性,是否能及時(shí)監(jiān)控各處理系統(tǒng)的各流程的運(yùn)行狀況以及工藝參數(shù)的變化,能優(yōu)化各工藝流程的運(yùn)行,確保出水水質(zhì),壓低處理成本,提升運(yùn)行管理水平,使企業(yè)長期正常穩(wěn)定地運(yùn)行,取得最佳效益。

        3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容

        本次研究以發(fā)電廠垃圾滲透液處理站的自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為背景,分析整個(gè)工藝流程,從整個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)到最終實(shí)現(xiàn),其中經(jīng)歷了設(shè)計(jì)工藝流程,配置系統(tǒng)、構(gòu)架網(wǎng)絡(luò)、編程調(diào)試、設(shè)計(jì)組態(tài)界面等,從設(shè)計(jì)的視角來研究工業(yè)現(xiàn)場抗電磁干擾措施的應(yīng)用、工業(yè)組態(tài)技術(shù)、可編程控制器技術(shù)等在污水處理工藝中的應(yīng)用,并研究總結(jié)一些可供推廣的經(jīng)驗(yàn),為焚燒廠垃圾滲透液工程提供性價(jià)比高、安全可靠的系統(tǒng)自動(dòng)控制方案。

        設(shè)計(jì)將針對項(xiàng)目特點(diǎn),分析處理工藝要求和系統(tǒng)控制功能需求,擬定總體控制方案,根據(jù)總體方案進(jìn)行控制設(shè)備的選型,編制控制系統(tǒng)的電氣原理圖,設(shè)計(jì)監(jiān)控程序和控制單元PLC程序。

        4 系統(tǒng)解決的關(guān)鍵問題

        本次設(shè)計(jì)主要解決了以下幾個(gè)問題:

        (1)設(shè)計(jì)適合處理現(xiàn)場的工藝流程,保障系統(tǒng)的可靠性;(2)控制系統(tǒng)操作復(fù)雜,對運(yùn)營人員的要求較高;(3)缺少故障診斷功能,設(shè)備的可維護(hù)性低,維護(hù)維修難度大。

        5 滲透液處理的工藝流程

        此次滲透液處理的工藝流程如圖1所示:

        6 滲透液處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

        6.1 儀控設(shè)計(jì)

        滲濾液處理系統(tǒng)采用 PLC控制, PLC與DCS進(jìn)行通訊,系統(tǒng)出水的在線檢測信號應(yīng)以硬接線方式進(jìn)入 DCS。其他信號以通訊方式進(jìn)入DCS,并能在DCS上監(jiān)測。

        考慮到滲濾液處理系統(tǒng)與主廠房滲濾液處理收集系統(tǒng)的聯(lián)鎖關(guān)系,提供了聯(lián)鎖必須的一次元件,并充分考慮聯(lián)鎖在PLC和DCS上的實(shí)現(xiàn)。

        6.2 運(yùn)行監(jiān)視設(shè)計(jì)

        運(yùn)行監(jiān)視應(yīng)具有數(shù)據(jù)采集、液晶顯示器屏幕顯示、參數(shù)顯示和處理、越程報(bào)警、制表、計(jì)算等功能。液晶顯示器屏幕在顯示滲透液處理的工藝流程、運(yùn)行中的測量參數(shù)、控制方式、運(yùn)行狀況、被控對象的狀態(tài)的同時(shí),也能顯示出成組的參數(shù)。當(dāng)參數(shù)出現(xiàn)越程報(bào)警或被控對象發(fā)生故障或出現(xiàn)狀態(tài)變化時(shí),可以用不同顏色進(jìn)行警示。整個(gè)監(jiān)控畫面將按照工藝流程圖來顯示,并且有足夠的幅數(shù)來保證工藝、被控對象以及整個(gè)系統(tǒng)的完整的運(yùn)行和控制狀況。

        操作員站基本功能如下:

        (1)程序開發(fā),對程控系統(tǒng)進(jìn)行編程;(2)系統(tǒng)狀態(tài)診斷;(3)控制系統(tǒng)組態(tài);(4)數(shù)據(jù)庫的管理和維護(hù);(5)上位機(jī)畫面的編輯和修改;(6)監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi)每一個(gè)模擬量的數(shù)值和數(shù)字量的狀態(tài)顯示并確認(rèn)報(bào)警信息;(7)顯示操作指導(dǎo)和幫助;(8)建立趨勢畫面并獲取趨勢信息;(9)自動(dòng)定時(shí)生成報(bào)表,并自動(dòng)或手動(dòng)打印報(bào)表;(10)遠(yuǎn)程控制現(xiàn)場設(shè)備的開、關(guān)、啟、停等;(11)遠(yuǎn)程手動(dòng)和遠(yuǎn)程自動(dòng)方式的切換;(12)對模擬量的設(shè)定值和偏置在上位機(jī)可開放式設(shè)定;(13)基本的二次計(jì)算。

        6.3 自控技術(shù)設(shè)計(jì)方法

        本設(shè)計(jì)是在滲濾液車間設(shè)集中控制室,采用PLC與上位機(jī)方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,讓操作人員在控制室內(nèi)就可以對整個(gè)滲濾液處理系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)視、管理和操作控制,并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手動(dòng)操作,其中PLC能獨(dú)立工作以保證系統(tǒng)和設(shè)備的安全性。

        系統(tǒng)中所采用的儀控儀表除設(shè)備和管道應(yīng)帶的壓力儀表、流量計(jì)及其他常規(guī)儀表外,尚包括以下在線儀表:流量儀,在線檢測,設(shè)置位置包括垃圾滲濾液處理系統(tǒng)總進(jìn)水管,滲濾液處理系統(tǒng)總出水管。所有在線監(jiān)測儀器儀表滿足工藝監(jiān)測控制的要求。

        7 結(jié)束語

        本次控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)在規(guī)定工況下能確保整個(gè)項(xiàng)目達(dá)到相關(guān)環(huán)評目標(biāo):處理后回用水執(zhí)行《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》GB/T18920-2002的道路清掃、城市綠化、車輛沖洗標(biāo)準(zhǔn)和《城市污水再生利用工業(yè)水水質(zhì)》GB/T19923-2005中敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。濃縮液回用于出渣機(jī)冷卻,剩余部分回噴至焚燒爐,最終濃縮液不大于處理規(guī)模的15%。另外控制系統(tǒng)具有較好的可操作性,相關(guān)運(yùn)營人員經(jīng)過兩周短期培訓(xùn)即可上崗;同時(shí)系統(tǒng)具有故障自動(dòng)診斷功能,常見故障能顯示故障代碼及相關(guān)維護(hù)提示,降低故障維修時(shí)間。

        由此證明此設(shè)計(jì)方法適用于焚燒廠垃圾滲透液的處理。

        參考文獻(xiàn):

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