給排水工程儀表與控制

1、第六章 污水處理廠監(jiān)視控制與自動(dòng)控制 監(jiān)視控制方式與項(xiàng)目的選擇監(jiān)視控制方式與項(xiàng)目的選擇 監(jiān)視控制儀表設(shè)備的選擇監(jiān)視控制儀表設(shè)備的選擇 6.1 6.3 污水泵站的自動(dòng)控制及其設(shè)備污水泵站的自動(dòng)控制及其設(shè)備6.4 生物脫氮系統(tǒng)的控制和優(yōu)化生物脫氮系統(tǒng)的控制和優(yōu)化6.5 6.2 污水處理廠的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（略）污水處理廠的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（略） 厭氧生物處理系統(tǒng)的過(guò)程控制厭氧生物處理系統(tǒng)的過(guò)程控制 SBRSBR的控制與優(yōu)化的控制與優(yōu)化 6.6 6.8 污水處理廠的自動(dòng)控制及應(yīng)用污水處理廠的自動(dòng)控制及應(yīng)用6.9 6.7 生物除磷系統(tǒng)的控制與優(yōu)化生物除磷系統(tǒng)的控制與優(yōu)化 6.1 6.1 監(jiān)視控制方式與項(xiàng)目

2、的選擇監(jiān)視控制方式與項(xiàng)目的選擇 6.1.1 6.1.1 監(jiān)視控制方式監(jiān)視控制方式（） 考慮污水與污泥處理設(shè)施規(guī)模、布置、形式、擴(kuò)建、維護(hù)管理體制、經(jīng)濟(jì)考慮污水與污泥處理設(shè)施規(guī)模、布置、形式、擴(kuò)建、維護(hù)管理體制、經(jīng)濟(jì) 性等方面。監(jiān)視控制方式可分為以下幾種。性等方面。監(jiān)視控制方式可分為以下幾種。 1個(gè)別監(jiān)視操作方式個(gè)別監(jiān)視操作方式 對(duì)主要設(shè)備和處理過(guò)程進(jìn)行直接監(jiān)視，現(xiàn)場(chǎng)操作。對(duì)主要設(shè)備和處理過(guò)程進(jìn)行直接監(jiān)視，現(xiàn)場(chǎng)操作。 2集中監(jiān)視個(gè)別操作方式集中監(jiān)視個(gè)別操作方式 集中監(jiān)視，總體整合后，個(gè)別操作。集中監(jiān)視，總體整合后，個(gè)別操作。 3集中監(jiān)視控制（操作）方式集中監(jiān)視控制（操作）方式 對(duì)設(shè)施整體進(jìn)行監(jiān)視

3、并操作，電氣控制室集中。對(duì)設(shè)施整體進(jìn)行監(jiān)視并操作，電氣控制室集中。 4分區(qū)監(jiān)視分散控制方式分區(qū)監(jiān)視分散控制方式 系統(tǒng)分成若干個(gè)子系統(tǒng)，分區(qū)監(jiān)視，分散控制。系統(tǒng)分成若干個(gè)子系統(tǒng)，分區(qū)監(jiān)視，分散控制。 5集中監(jiān)視分散控制方式集中監(jiān)視分散控制方式 中央控制室監(jiān)視，分區(qū)控制。中央控制室監(jiān)視，分區(qū)控制。 6集中管理式分區(qū)監(jiān)視分散控制方式集中管理式分區(qū)監(jiān)視分散控制方式 在分區(qū)監(jiān)視和分區(qū)控制中加上管理功能。在分區(qū)監(jiān)視和分區(qū)控制中加上管理功能。 監(jiān)視控制方式選擇監(jiān)視控制方式選擇,應(yīng)考慮的事項(xiàng)：應(yīng)考慮的事項(xiàng)： 1.處理廠的規(guī)模處理廠的規(guī)模 表6.1 不同規(guī)模處理廠的監(jiān)視控制方式（） 處理廠規(guī)模監(jiān)視控制方式 小型

4、處理廠 分別監(jiān)視操作方式 集中監(jiān)視分別操作方式 集中監(jiān)視控制(操作)方式 中型處理廠 集中監(jiān)視控制(操作)方式 分區(qū)監(jiān)視分散控制方式 集中監(jiān)視分散控制方式 大型處理廠 分區(qū)監(jiān)視分散控制方式 集中監(jiān)視分散控制方式 集中管理式分區(qū)監(jiān)視分散控制方式 2.處理廠的工藝布置處理廠的工藝布置 布置形式和分布區(qū)域布置形式和分布區(qū)域 3.工藝流程工藝流程 流程不同、設(shè)施數(shù)量和復(fù)雜程度不一樣流程不同、設(shè)施數(shù)量和復(fù)雜程度不一樣 4.擴(kuò)建可能性擴(kuò)建可能性 5.管理體制管理體制 遠(yuǎn)距離控制、無(wú)人值守、委托管理遠(yuǎn)距離控制、無(wú)人值守、委托管理 6.經(jīng)濟(jì)因素經(jīng)濟(jì)因素 降低建設(shè)和運(yùn)行管理費(fèi)用降低建設(shè)和運(yùn)行管理費(fèi)用 6.1.2

5、 6.1.2 監(jiān)視控制項(xiàng)目監(jiān)視控制項(xiàng)目 選擇監(jiān)視控制項(xiàng)目時(shí)考慮：處理廠規(guī)模、管理體制、節(jié)省選擇監(jiān)視控制項(xiàng)目時(shí)考慮：處理廠規(guī)模、管理體制、節(jié)省 人力和自動(dòng)化的程度、運(yùn)行管理合理化的程度等，在明確人力和自動(dòng)化的程度、運(yùn)行管理合理化的程度等，在明確 設(shè)計(jì)思想之后，確實(shí)掌握設(shè)施、設(shè)備與處理的狀況，并為設(shè)計(jì)思想之后，確實(shí)掌握設(shè)施、設(shè)備與處理的狀況，并為 有效地實(shí)施來(lái)選擇必要的監(jiān)視控制項(xiàng)目。有效地實(shí)施來(lái)選擇必要的監(jiān)視控制項(xiàng)目。 監(jiān)視控制項(xiàng)目如表監(jiān)視控制項(xiàng)目如表6.26.2所示。所示。 6.2 6.2 監(jiān)視控制儀表設(shè)備的選擇監(jiān)視控制儀表設(shè)備的選擇 監(jiān)視控制儀表設(shè)備主要功能：監(jiān)視控制儀表設(shè)備主要功能： （1

6、1）把處理過(guò)程的狀態(tài)迅速準(zhǔn)確地傳達(dá)給操作人員；）把處理過(guò)程的狀態(tài)迅速準(zhǔn)確地傳達(dá)給操作人員； （2 2）將操作人員的意圖迅速準(zhǔn)確地傳達(dá)給處理過(guò)程。）將操作人員的意圖迅速準(zhǔn)確地傳達(dá)給處理過(guò)程。 它一般可分為監(jiān)視盤、操作盤、檢測(cè)儀表盤、變換器盤、它一般可分為監(jiān)視盤、操作盤、檢測(cè)儀表盤、變換器盤、 繼電器盤、微控制器、程序控制器和現(xiàn)場(chǎng)盤等構(gòu)成等。繼電器盤、微控制器、程序控制器和現(xiàn)場(chǎng)盤等構(gòu)成等。 6.2.1 6.2.1 監(jiān)視操作儀表設(shè)備監(jiān)視操作儀表設(shè)備 監(jiān)視控制方式及其使用的監(jiān)視操作盤都有各種類型。對(duì)監(jiān)視控制方式及其使用的監(jiān)視操作盤都有各種類型。對(duì) 常用的監(jiān)視操作盤類型進(jìn)行大致區(qū)分，如表常用的監(jiān)視操作盤

7、類型進(jìn)行大致區(qū)分，如表6.36.36.56.5所示。所示。 有以監(jiān)視為主體的配電盤，以操作為主體有以監(jiān)視為主體的配電盤，以操作為主體 的操作盤和兼的操作盤和兼 具監(jiān)視與操作功能的監(jiān)視操作盤等三種類型。它們可組具監(jiān)視與操作功能的監(jiān)視操作盤等三種類型。它們可組 合使用，又能單獨(dú)使用。合使用，又能單獨(dú)使用。 6.2.2 控制設(shè)備 根據(jù)控制水平和控制種類來(lái)選擇合適的控制設(shè)備?；靖鶕?jù)控制水平和控制種類來(lái)選擇合適的控制設(shè)備?；?控制方式：控制方式： 1 1、順序控制、順序控制 2 2、反饋控制、反饋控制 3 3、前饋控制、前饋控制 復(fù)合控制、模糊控制、神經(jīng)控制和專家系統(tǒng)等控制方式。復(fù)合控制、模糊控制、

8、神經(jīng)控制和專家系統(tǒng)等控制方式。 1 1、模糊控制、模糊控制 2 2、神經(jīng)控制、神經(jīng)控制 3 3、專家系統(tǒng)、專家系統(tǒng) 6.3 6.3 污水處理廠的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)污水處理廠的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) （略） 6.4 6.4 污水泵站的自動(dòng)控制及其設(shè)備污水泵站的自動(dòng)控制及其設(shè)備 污水泵站的運(yùn)行控制也可分為手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩大類。污水泵站的運(yùn)行控制也可分為手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩大類。 6.4.1 6.4.1 污水泵站的自動(dòng)控制污水泵站的自動(dòng)控制 為了保證污水泵站的安全可靠運(yùn)行。無(wú)論是手動(dòng)控制還為了保證污水泵站的安全可靠運(yùn)行。無(wú)論是手動(dòng)控制還 是自動(dòng)控制，都應(yīng)當(dāng)有完善的控制設(shè)備。一人控制時(shí)，由人是自動(dòng)控制，都應(yīng)當(dāng)

9、有完善的控制設(shè)備。一人控制時(shí)，由人 來(lái)決定泵的運(yùn)行和停止，僅用開關(guān)就可按一定的順序?qū)Π▉?lái)決定泵的運(yùn)行和停止，僅用開關(guān)就可按一定的順序?qū)Π?輔助設(shè)備在內(nèi)的有關(guān)泵的設(shè)備進(jìn)行啟動(dòng)或停止的聯(lián)動(dòng)操作；輔助設(shè)備在內(nèi)的有關(guān)泵的設(shè)備進(jìn)行啟動(dòng)或停止的聯(lián)動(dòng)操作； 通過(guò)閘閥調(diào)節(jié)壓水管上閘閥的開啟度，此外，還應(yīng)設(shè)置各種通過(guò)閘閥調(diào)節(jié)壓水管上閘閥的開啟度，此外，還應(yīng)設(shè)置各種 保護(hù)與報(bào)警裝置對(duì)泵站的運(yùn)行監(jiān)視。這種控制方式一般用于保護(hù)與報(bào)警裝置對(duì)泵站的運(yùn)行監(jiān)視。這種控制方式一般用于 污水泵站與污水處理廠設(shè)在同一地點(diǎn)的情況下，當(dāng)不在同一污水泵站與污水處理廠設(shè)在同一地點(diǎn)的情況下，當(dāng)不在同一 地點(diǎn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)應(yīng)用遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制。地

10、點(diǎn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)應(yīng)用遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制。 6.4.1.1 檢查與維護(hù)檢查與維護(hù) 圖圖6.9給出了污水泵的有關(guān)控制設(shè)備與儀表，它們的檢給出了污水泵的有關(guān)控制設(shè)備與儀表，它們的檢 查與維護(hù)有以下幾項(xiàng)。查與維護(hù)有以下幾項(xiàng)。 (1)日常檢查。日常檢查。 日常檢查的項(xiàng)目、內(nèi)容和周期可參考表日常檢查的項(xiàng)目、內(nèi)容和周期可參考表6.8，更詳細(xì)的，更詳細(xì)的 檢查可參照有關(guān)的使用說(shuō)明書。檢查可參照有關(guān)的使用說(shuō)明書。 (2)定期檢查（表定期檢查（表6.9） 應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是表應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是表6.9是針對(duì)用自來(lái)水作為水封和冷卻水是針對(duì)用自來(lái)水作為水封和冷卻水 的情況。如果使用含有細(xì)小懸浮物的井水或污水處理廠的情況。如果使用含有細(xì)小懸

11、浮物的井水或污水處理廠 處理水，其檢查周期應(yīng)當(dāng)適當(dāng)縮短，還要定期清洗各種處理水，其檢查周期應(yīng)當(dāng)適當(dāng)縮短，還要定期清洗各種 給水排水池等。此外，不僅要檢查每個(gè)儀器和設(shè)備，還給水排水池等。此外，不僅要檢查每個(gè)儀器和設(shè)備，還 要進(jìn)行包括控制電路在內(nèi)的保護(hù)聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)，以確認(rèn)電路要進(jìn)行包括控制電路在內(nèi)的保護(hù)聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)，以確認(rèn)電路 是否異常。是否異常。 (3)由于控制電路只要在啟動(dòng)、停止和增減負(fù)荷時(shí)就動(dòng)由于控制電路只要在啟動(dòng)、停止和增減負(fù)荷時(shí)就動(dòng) 作，很容易發(fā)現(xiàn)其故障。而保護(hù)電路只有在發(fā)生故障時(shí)才作，很容易發(fā)現(xiàn)其故障。而保護(hù)電路只有在發(fā)生故障時(shí)才 動(dòng)作，不易發(fā)現(xiàn)其存在的隱患。因此，有必要認(rèn)真檢查保動(dòng)作，不易發(fā)

12、現(xiàn)其存在的隱患。因此，有必要認(rèn)真檢查保 護(hù)電路。護(hù)電路。 (4)高壓與低壓動(dòng)力電路，控制電路和儀表電路的絕緣高壓與低壓動(dòng)力電路，控制電路和儀表電路的絕緣 電阻的測(cè)定應(yīng)分別進(jìn)行。電阻的測(cè)定應(yīng)分別進(jìn)行。 6.4.1.2 啟動(dòng)啟動(dòng) 啟動(dòng)應(yīng)注意以下事項(xiàng)。啟動(dòng)應(yīng)注意以下事項(xiàng)。 (1)(1)在啟動(dòng)泵時(shí)，既要確認(rèn)泵本身也要通過(guò)操作盤的指示燈在啟動(dòng)泵時(shí)，既要確認(rèn)泵本身也要通過(guò)操作盤的指示燈 等，確認(rèn)有關(guān)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)是否處于啟動(dòng)狀態(tài)，然后打開操作開等，確認(rèn)有關(guān)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)是否處于啟動(dòng)狀態(tài)，然后打開操作開 關(guān)。關(guān)。 (2)(2)圖圖6 61010是泵的啟動(dòng)指令發(fā)出后，泵軸水封、冷卻、潤(rùn)是泵的啟動(dòng)指令發(fā)出后，泵軸水封、冷卻

13、、潤(rùn) 滑、有關(guān)吸水輔助設(shè)備和有關(guān)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)的啟滑、有關(guān)吸水輔助設(shè)備和有關(guān)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)的啟 動(dòng)、壓水管閘閥開啟狀態(tài)等一系列過(guò)程的流程圖。用電流表、動(dòng)、壓水管閘閥開啟狀態(tài)等一系列過(guò)程的流程圖。用電流表、 指示燈和經(jīng)過(guò)時(shí)間等依次檢查上述過(guò)程是否順利進(jìn)行。指示燈和經(jīng)過(guò)時(shí)間等依次檢查上述過(guò)程是否順利進(jìn)行。 (3)(3)進(jìn)人正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，記錄電流、功率、轉(zhuǎn)數(shù)、壓水管閘閥進(jìn)人正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，記錄電流、功率、轉(zhuǎn)數(shù)、壓水管閘閥 的開啟度、運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)時(shí)間等必要事項(xiàng)。的開啟度、運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)時(shí)間等必要事項(xiàng)。 (4)(4)由于有關(guān)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的故障，泵在啟動(dòng)過(guò)程中停止時(shí)，假由于有關(guān)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的故障，泵在啟動(dòng)過(guò)程中停

14、止時(shí)，假 如又正在下雨，必須盡快啟動(dòng)泵，而且又沒有足夠的時(shí)間如又正在下雨，必須盡快啟動(dòng)泵，而且又沒有足夠的時(shí)間 來(lái)修復(fù)的情況，將控制方式改為單個(gè)手動(dòng)控制，然后重新來(lái)修復(fù)的情況，將控制方式改為單個(gè)手動(dòng)控制，然后重新 啟動(dòng)。啟動(dòng)。 (5)(5)由于吸人式泵啟動(dòng)時(shí)需要幾分鐘的吸水時(shí)間，應(yīng)當(dāng)考慮由于吸人式泵啟動(dòng)時(shí)需要幾分鐘的吸水時(shí)間，應(yīng)當(dāng)考慮 到吸水所需的時(shí)間，提前開始啟動(dòng)的準(zhǔn)備工作。到吸水所需的時(shí)間，提前開始啟動(dòng)的準(zhǔn)備工作。 (6)(6)一般來(lái)說(shuō)，正常的運(yùn)轉(zhuǎn)控制方式都是聯(lián)動(dòng)運(yùn)行的，發(fā)生一般來(lái)說(shuō)，正常的運(yùn)轉(zhuǎn)控制方式都是聯(lián)動(dòng)運(yùn)行的，發(fā)生 故障時(shí)很難迅速地改變控制方式。因此，應(yīng)當(dāng)有備無(wú)患，故障時(shí)很難迅速地

15、改變控制方式。因此，應(yīng)當(dāng)有備無(wú)患， 特別是對(duì)于水泵電機(jī)的啟動(dòng)，即使在電氣系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，特別是對(duì)于水泵電機(jī)的啟動(dòng)，即使在電氣系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)， 機(jī)械部分也能運(yùn)轉(zhuǎn)，這一點(diǎn)應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到。機(jī)械部分也能運(yùn)轉(zhuǎn)，這一點(diǎn)應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到。 6.4.1.3 運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn) 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)。 (1)(1)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)在一定的時(shí)間周期或適當(dāng)時(shí)候，除了通過(guò)監(jiān)視盤運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)在一定的時(shí)間周期或適當(dāng)時(shí)候，除了通過(guò)監(jiān)視盤 掌握聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀況之外，還應(yīng)當(dāng)巡視泵的運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)場(chǎng)、掌握聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀況之外，還應(yīng)當(dāng)巡視泵的運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)場(chǎng)、 檢查并記錄電流、壓力、流量、壓水管閘閥的開啟度、轉(zhuǎn)數(shù)、檢查并記錄電流、壓力、流量、壓水管閘閥的開啟度、轉(zhuǎn)數(shù)、 振動(dòng)、溫度、水封、冷卻水、潤(rùn)滑水等有關(guān)位置的狀況或有振動(dòng)、溫度、水封、冷卻水、潤(rùn)滑水等有關(guān)位置的狀況或有 無(wú)異?，F(xiàn)象。無(wú)異常現(xiàn)象。 (2)(2)對(duì)于雨水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)當(dāng)密切注視雨量計(jì)、沉砂池及干對(duì)于雨水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)當(dāng)密切注視雨量計(jì)、沉砂池及干 管水位計(jì)的指針變化，注意天氣預(yù)報(bào)，經(jīng)常維持在低水位運(yùn)管水位計(jì)的指針變化，注意天氣預(yù)報(bào)，經(jīng)常維持在低水位運(yùn) 轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)。 6.4.1.4 停泵停泵 停泵時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)停泵時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng) (1)(1)圖圖6 61111表示從發(fā)