S7-200 PLC在城市管网污泥处理中的应用

欧阳素琴

（三川德青工程机械有限公司，湖北 宜昌 443005）

S7-200 PLC在城市管网污泥处理中的应用

欧阳素琴

（三川德青工程机械有限公司，湖北 宜昌 443005）

随着城市日益发展，城市管网的清淤外运压力也越来越大，以前是使用清淤车将混杂各类生活杂物的污泥掏出来，未经任何脱水、过滤处理，就直接运送到偏远的垃圾填埋点，外送的工作繁重。为了缓解污泥外运的困难，城市管网污泥处理设备应运而生。此设备对城市管网的污泥进行筛洗、过滤、脱水，将固态物质与水分离，水经过无害化处理后返回城市管网，外运的仅仅是分离而出的固态物质及泥，极大的减轻了外运的工作，缓解了交通压力，节约大量的污泥运输成本，保护了环境。系统配备西门子S7-200PLC控制器，配真彩触摸屏，可对该系统进行全自动集中控制。

西门子S7-200PLC控制器；自动集中控制；城市污泥处理

目前城市管网污泥处理设备研究在国内开展很少，以旋流、筛分工艺流程为主体的处理工艺是国内首家，如何将城市管网中的污泥减量化，无害化并资源化是现今国内外研究的重点。

管网污泥减量化处置设备工艺适应于污水处理厂、污水泵站内或附近就地新建一个相匹配的污泥处理站，将附近管网收集的污泥进行减量化处理，处理后的废水可经管网返回污水处理厂处理。而处理后的泥渣含水率和有机物含量均较低，可集中运输进行填埋或做资源化利用，减少对环境的二次污染。污泥处理站根据城市管网布局、周边污泥来源进行合理规划，可节约大量的污泥运输成本。对于工业污水污泥也可采用该设备进行处理，大大降低其运营成本。

城市管网污泥处理设备以旋流、筛分工艺流程为主体设备，配备输送、中转、洗涤渣料的其它诸多设备与阀门，集中自动控制系统是此污泥处理系统的必要设备，它一方面保证了处理过程中的连续性，可以实现自动输料、处理、洗涤、出渣等工作，另一方面，全自动集中控制需要的操作人员少，将人从繁锁的劳动中解放出来，在安全、清洁的操控室中真正实现了自动化管理。

1 系统简介

1.1 主要组成部分

（1）振动筛。振动筛对渣料进行脱水处理。振动电机是振动筛的激振源，由电机直接带动偏心装置产生离心力。两台振动电机作同步反向运转，使振动筛产生直线振动。（2）水力循环系统。水力循环系统由一台潜污泵、一台渣浆泵及相关管路阀门组成，潜污泵用于渣料冲洗，渣浆泵用于旋流器物料的输送。（3）旋流器。旋流器主要是靠离心力的作用实现浆液的浓缩和颗粒分级，大部分的轻相(或细粒级)通过旋流器溢流管排出,而重相(或粗粒级)则由低流口排出，成为沉沙，此部分再经振动筛脱水后，排出。（4）刮板输送机。刮板输送机采用单链刮板设计，负责将振动筛处理出的干泥渣刮到下一级输送设备。（5）皮带输送机。本系统使用三台皮带输送机，分别将渣料运送至下一相关的设备。皮带输送机主要由输送带、电动滚筒、托辊、拉紧装置、清扫器等组成。

1.2 工艺流程示意图（见图1）

（1）清掏出的污泥经过污泥运输车转运，污泥运输车将污泥通过一级输送设备输送至预处理单元进行处理。（2）经过与处理单元的筛分及筛上水力冲洗，大粒径固体渣料(d＞50 mm)被分离出来，污水及其他颗粒进入筛下二级输送设备。（3）通过二级输送设备输送至粗筛，污泥经过粗筛的水力冲洗及振动筛分，中粒径的固体渣料(3 mm＜d＜50 mm)被分离出来，污水及小粒径颗粒进入筛下储浆池。（4）通过连接储浆池的渣浆泵，污水及小粒径颗粒被输送到水力旋流器，通过旋流器的固液分离作用，上清液通过旋流器溢流进入市政污水管道，而固体颗粒通过旋流器底流进入细筛，通过细筛的筛分，小粒径颗粒(d＜3 mm)被分离出来。排入污水管道的上清液含固率低，不会造成管道堵塞。（5）设备配备潜污泵和管路、阀门系统，并由PLC系统集中控制。一是采用高压水对掏挖污泥进行充分水洗，将附着其上的腐败有机物和油污剥离，有利于污泥在脱水振动筛上的充分脱水；二是对污水箱内的浆液进行扰动，避免沉淀；三是用于对排水沟的冲洗。

2 电气操作说明

控制系统采用西门子S7-200可编程控制器,系统软件采用step7_microwin sp6进行程序编写，并配套台达DOP-B10S615真彩触摸屏,实现了对整个系统工作流程的远程控制及时实监控。

本系统设二种操作模式：触摸屏手动单动模式、自动流程模式。

2.1 手动单动模式

把机旁电气柜操作面板上的“自动/手动”选择开关打到“手动”模式，在触摸屏手动操作画面中，通过各按钮启、停各种单元设备,实现对单个设备的各种手动操作。

2.2 自动流程模式

将机旁电气柜操作面板上的“自动/手动”选择开关打到“自动”模式，选择控制柜面板的相应流程按钮进行自动、连续控制及实时监控。

即在控制柜面板上选择自动模式，根据生产具体情况，选择“单次”或“连续”生产模式，系统将自动完成程序设定的相应工艺流程；在自动运行过程中，可根据情况实施暂停、程序停以及急停的操作（见图1）。

自动控制有二种流程方式：单次，连续。

（1）“单次”：先选择“自动”，“手自动”按钮呈绿色时，再点击“单次流程”按钮，系统按照设定程序进入启动阶段，入料输送机、预筛、水平皮带机、粗渣皮带机、细渣皮带机、螺旋输送机、脱水筛、出料刮板机、旋流渣浆泵供浆、冲洗泵及供水各阶段依次启动、运行，与此相关的电动阀门也自动打开。当预筛运行到程序设定时间（时间可调节），则预筛停止运行，水平皮带机及螺旋输送机相继、延时停止运行，相应阀门随即关闭。当供浆及供水时间达到程序设定时间（时间可调节），旋流渣浆泵、脱水筛、出料刮板机、皮带机等其余各设备便以相应的秩序停止运行。

（2）“连续”：选择自动模式，再点击“连续”按钮，系统与“单次”运行时一样，各设备以相应的先后秩序启动运行，与“单次”运行不同的是，预筛、供浆及供水时间不受时间限制，直至按下按钮“程序停止”或“停止”按钮时，系统中各设备便以相应的方式停止下来。

设备在运行中，当一级污水箱液位到达设定位后，污水箱阀打开（用于冲洗），后一级污水泵启动；当低于低液位时，一级污水泵停止，污水箱阀关闭。当溢流池的液位到达高液位时，外排泵启动；当低于低液位时，外排泵停止。当积污池液位到达设定位后，积污泵启动；当低于低液位时，积污泵停止。

在系统流程中，可对系统的各运行时间等参数进行调节设置。当参数调节不当时，可按下“参数初始化”按钮，即可恢复各参数的初始值。

3 结语

全自动集中控制系统具有友好的人机界面和便捷的操作方式，节省了大量的劳动力，实现了污泥处理过程中的全自动化操作，较好的隔离了有毒废气对操作人员的伤害，实现了整个污泥处理系统的高效、安全、稳定运行。污泥处理站根据城市管网布局、周边污泥来源进行合理规划，整个系统的运行投入，不但节约大量的污泥运输、运营成本，且使处理后的泥渣含水率和有机物含量均较低，可集中运输进行填埋或做资源化利用，减少对环境的二次污染。

图1 城市管网污泥处理系统图

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1671-0711（2016）10（上）-0097-02