摘要：介紹了水廠污泥處理生產(chǎn)工藝，針對存在的不足，對污泥脫水系統(tǒng)進(jìn)行了升級改造。在改造中，采用Ｍｏｄｂｕｓ協(xié)議，應(yīng)用了可編程序控制器與差壓變送器，編制了相應(yīng)的通信程序。升級改造后，水廠污泥脫水系統(tǒng)的生產(chǎn)效率得到提高，運(yùn)維強(qiáng)度同時(shí)降低，效果良好。
１水廠工藝流程
新昌中法供水有限公司于２００２年由新昌水務(wù)集團(tuán)與法國蘇伊士集團(tuán)合作組建，主要負(fù)責(zé)紹興城區(qū)的自來水生產(chǎn)和供應(yīng)，日設(shè)計(jì)#大處理能力１４萬ｔ。水廠工藝流程如圖１所示。
２污泥脫水系統(tǒng)簡介
污泥脫水系統(tǒng)是水廠污水處理的重要一環(huán)，主要用于處理絮凝沉淀和濾池反沖后產(chǎn)生的污泥，設(shè)置有污水池、濃縮池、平衡池和脫水機(jī)房，配備一套疊螺式污泥脫水機(jī)。污泥經(jīng)脫水機(jī)脫水后變?yōu)槟囡�，定期運(yùn)往郊外進(jìn)行處置，實(shí)現(xiàn)污泥水零排放。典型的污泥處理工藝包括四個(gè)處理階段：①污泥濃縮，使污泥初步減容；②污泥消化平衡，使污泥中的有機(jī)物得到分解；③污泥脫水，使污泥進(jìn)一步減容；④污泥外運(yùn)，采用綠色填埋等方法實(shí)現(xiàn)污泥的有機(jī)利用。
污泥處理工藝的核心是污泥脫水，脫水設(shè)備由上海某環(huán)保公司提供，為ＴＥＣＨ－４０２ＷＧ型疊螺式污泥脫水機(jī)。
３原系統(tǒng)缺陷
（１）網(wǎng)絡(luò)化程度不高。疊螺式污泥脫水機(jī)與主網(wǎng)未聯(lián)網(wǎng)，無法獲取前端兩個(gè)平衡池的液位及出口閥狀態(tài)，無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟停。
（２）自動(dòng)化程度不高，差壓變送器與可編程序控制器（ＰＬＣ）采用端子接線方式控制啟停，變頻速度由人工設(shè)定，既不方便，又不安全。
（３）存在進(jìn)泥水箱液位無顯示等其它問題。
４升級改造方案
升級改造方案包括將原ＰＬＣ更改為帶以太網(wǎng)功能的施耐德ＴＭ２１８ＬＤＡＥ４０ＤＲＰＨＮＰＬＣ模塊，并且增加模擬量輸入模塊。對于差壓變送器，升級改造方案有三種：①全部Ｍｏｄｂｕｓ協(xié)議通信；②部分Ｍｏｄｂｕｓ協(xié)議＋ＰＬＣ模擬量輸出模塊；③電位器調(diào)節(jié)。采用地衣種方案，ＡＣＳ５５０差壓變送器內(nèi)置Ｍｏｄｂｕｓ協(xié)議，ＡＣＳ３５５差壓變送器需增加四臺ＦＭＢＡ－０１現(xiàn)場總線適配器，控制精que，但成本較高，需改動(dòng)程序。采用第二種方案，ＡＣＳ５５０差壓變送器內(nèi)置Ｍｏｄｂｕｓ協(xié)議，ＡＣＳ３５５差壓變送器需增加兩個(gè)ＴＭ２ＡＶＯ２ＨＴ模擬量輸出模塊，控制精que，成本適中，需改動(dòng)程序。采用第三種方案，控制不精que，價(jià)格低廉，不需改動(dòng)程序。綜上分析，選擇第二種方案，升級改造后的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D２所示。
Ｍｏｄｂｕｓ協(xié)議是Ｍｏｄｉｃｏｎ公司開發(fā)的應(yīng)用于電子控制器的一種通用語言協(xié)議，已成為通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。Ｍ２１８系列ＰＬＣ模塊做Ｍｏｄｂｕｓ從站時(shí)，只支持４區(qū)Ｍｏｄｂｕｓ寄存器，即只支持０３、０６、１６、２３功能碼，Ｍｏｄｂｕｓ主站則只能對％ＭＷ區(qū)進(jìn)行讀寫操作。在Ｍｏｄｂｕｓ通信數(shù)據(jù)信息中，寄存器４ＸＸＸＸ地址為ＸＸＸＸ－１，如４０００２地址為０００１。Ｍ２１８系列ＰＬＣ模塊內(nèi)可配置兩個(gè)ＲＳ４８５串口、一個(gè)ＲＪ４５端口ＳＬ１、一個(gè)端子排接口ＳＬ２。ＳＬ１用于與觸摸屏通信，ＳＬ２用于與第三方設(shè)備通信。硬件連接安裝完成后，可以在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行ｐｉｎｇ１９２．１６８．２．１４命令查看是否通信成功。將兩個(gè)平衡池ＰＬＣ液位變量地址分別定義為單字％ＭＷ１０００、％ＭＷ１０３０，將疊螺式污泥脫水機(jī)ＰＬＣ通信得到的液位緩存寄存器分別轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)，占用兩個(gè)字空間，變量地址定義為％ＭＤ２００、％ＭＤ２０１。疊螺式污泥脫水機(jī)ＨＭＩＧＸＵ５５１２觸摸屏對應(yīng)地址分別為４０４０１、４０４０３。％ＭＷ３０８０、％ＭＷ３０９０為兩個(gè)平衡池的出口閥狀態(tài)字，其中，第０位表示閥開關(guān)狀態(tài)，第２位表示閥自動(dòng)和手動(dòng)狀態(tài)，第５位表示閥全自動(dòng)和半自動(dòng)狀態(tài)。
主站與平衡池ＰＬＣ通信語句程序如下：
０為５００ｍｓ周期脈沖，輸出ｓｔａｒｔ０，觸發(fā)Ａｄｄｍ＿０通信功能塊。通信功能塊完成，Ｄｏｎｅ標(biāo)志觸發(fā)ｒｅａｄ＿ｖａｒ１讀功能塊。３‘１９２．１６８．２．１４’表示ＳＬ３端口，對方ＰＬＣ網(wǎng)際協(xié)議（ＩＰ）地址為１９２．１６８．２．１４，讀類型為％ＭＷ字，讀起始值分別為％ＭＷ１０００、％ＭＷ１０３０，緩存寄存器分別為ｏｎｌｙｒｅａｄ１、ｏｎｌｙｒｅａｄ２。ＡＣＳ５５０差壓變送器進(jìn)行ＲＳ４８５通信時(shí)，需要設(shè)置參數(shù)，具體見表１
Ｂ１為５００ｍｓ周期脈沖，輸出ｓｔａｒｔ觸發(fā)Ａｄｄｍ＿１通信功能塊。通信功能塊完成，Ｄｏｎｅ標(biāo)志觸發(fā)Ｗ１＿ｖａｒ?qū)懝δ軌K。‘２，１’表示ＳＬ２端口，差壓變送器站號為１，類型為％ＭＷ，寄存器４０００２為給定值ＲＥＦ１，因此起始值ｆｉｒｓｔＯｂｊ為０００１。給定值ＲＥＦ１#大值對應(yīng)數(shù)值為２００００，觸摸屏上對應(yīng)地址應(yīng)乘以４０。差壓變送器接線及參數(shù)設(shè)置完成后，可以通過觀察參數(shù)５３０９確認(rèn)是否通信成功。參數(shù)５３１９為設(shè)置的頻率。
５輸入輸出配置
將輸入模塊配置為４～２０ｍＡ電流型，自定義ＰＬＣ內(nèi)部工程值為０～１００００，對應(yīng)ＦＭＵ３０系列超聲液位計(jì)量程０～５ｍ。如電流輸入為１２ｍＡ，ＰＬＣ內(nèi)部工程值為５０００，則對應(yīng)實(shí)際量程為２．５ｍ。反之，當(dāng)ＰＬＣ內(nèi)部工程值為５０００，實(shí)際量程為２．５ｍ時(shí)，可反推得輸入電流為１２ｍＡ。
６結(jié)束語
升級改造后的水廠污泥脫水系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠，通信速度快，降低了運(yùn)維強(qiáng)度，提升了生產(chǎn)效率。隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷推廣應(yīng)用，水廠污泥脫水系統(tǒng)將發(fā)揮越來越大的作用。
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