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)控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場的實(shí)時(shí)監(jiān)測與控制，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。通過對監(jiān)控系統(tǒng)要求及實(shí)現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)**對監(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；
(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)。對用戶而言,操作簡單易學(xué)且編程簡單,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,并用此數(shù)據(jù)庫中的變量描述工控對象的各種屬性,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)行的大長徑比臥式螺旋卸料沉降
離心機(jī)(簡稱大長徑比臥螺機(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)的長徑比大，轉(zhuǎn)速高，整個(gè)處理過程中對污泥的切割粉碎、進(jìn)料、排泥、輸送，絮凝劑的投加以及對整個(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為簡易的污泥脫水圖。#p#分頁標(biāo)題#e#
圖2-2 簡易污泥脫水圖
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，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，對液環(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有較大差異，因此在污泥脫水中會有不同的表現(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離心脫水的泥餅含固率的影響很小，對濾液的質(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絮凝劑的情況下也會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)速對材料的要求高，對機(jī)器的磨損增大，動(dòng)力消耗、振動(dòng)及噪聲水平也會相應(yīng)增加。#p#分頁標(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)間會縮短，脫水后泥餅含水率大，同時(shí)過大差速度會使螺旋對澄清區(qū)液池的擾動(dòng)加大，濾液質(zhì)量相對差一些（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污泥廢水治理徹底，而且全封閉運(yùn)行，現(xiàn)場清潔無污染，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言環(huán)境較弱,比如,沒有提供數(shù)組定義功能,對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,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)中通過對污泥脫水離心機(jī)運(yùn)行原理簡要介紹并利用組態(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)。
