Описание системы управления

Объектом управления является технологический процесс очистки сточных вод с использованием бактерий, содержащихся в активном иле. Функциональная схема объекта управления представлена на рисунке.

Сточные воды подаются в секции аэротенков (секция № 1, секция № 2, секция № п), где находится ил с активными бактериями. Для активизации бактерий и перемешивания иловой смеси в секции подается воздух от компрессоров. В нашем примере показаны два компрессора: В1 и В2. Один компрессор рабочий, второй в резерве. Естественно, компрессоров может быть и больше.

Система работает следующим образом. Воздух через всасывающий трубопровод и регулирующую задвижку ЗВ1 (ЗВ2) поступает в компрессор В1 (В2). Компрессор В1 (В2) через запорную задвижку ЗН1 (ЗН2) нагнетает воздух в выходной коллектор. Далее через систему регулирующих задвижек ЗП1.. .ЗПn и секционные расходомеры Р1.. .Рn воздух поступает в секции аэротенков № 1.. .№ п. Интенсивность процесса очистки регулируется путем изменения количества воздуха, подаваемого в секции аэротенков №1...№п.

Задвижки ЗБ1, ЗБ2 установлены на байпасных воздуховодах компрессоров В1,В2.

Общая идея заключается в том, чтобы поддерживать заданный уровень кислорода в сточных водах за счет регулирования задвижками на всасывающем трубопроводе компрессоров. Повышенный уровень кислорода приводит к неоправданному увеличению количества энергии, потребляемой компрессорами. Пониженный уровень кислорода может привести к существенному ухудшению процесса очистки.

Оценка количества кислорода, находящегося в иловой смеси, ведется по датчикам кислорода ДК. На рисунке для примера показано, что на каждой секции установлено по три датчика кислорода - по одному на каждый коридор секции. Реальное количество датчиков выбирается с учетом способа аэрации, конфигурации коридоров секций аэротенков и пр.

Система управления имеет два контура и работает следующим образом. По датчикам кислорода ДК оценивается содержание кислорода в каждой секции и сравнивается с заданным значением. При отклонении фактического содержания кислорода от заданного система изменяет подачу воздуха в секции путем регулирования степени открытая задвижек ЗП1.. .ЗПn. Таким образом первый контур системы осуществляет перераспределение воздуха, поступающего из выходного коллектора компрессоров В1, В2. При невозможности поддержать заданное значение содержания кислорода путем перераспределения воздуха между секциями вступает в действие второй контур системы и дает команду на изменение подачи общего количества воздуха от компрессоров Bl (B2). Для этого изменяется степень открытия регулирующей задвижки ЗВ1 (ЗВ2).

Заданное значение содержания кислорода в иловой смеси может корректироваться с учетом информации, поступающей от датчика температуры окружающей среды, количества поступающих сточных вод, степени их загрязненности и т.д.

Кроме того, необходим контроль количества воздуха, поступающего на каждую секцию с учетом требований минимальной подачи воздуха по условиям перемешивания.

Функции устройства управления выполняет программируемый логический контроллер ПЛК, установленный в диспетчерской. Он обрабатывает информацию от всех датчиков объекта управления и выдает управляющие команды.

Программируемый логический контроллер имеет связь с персональным компьютером ПК, на котором установлена SCADA-система. SCADA-система обеспечивает: отображение хода технологического процесса; индикацию технологических параметров; предупредительную и аварийную сигнализацию; протоколирование штатных и аварийных режимов; ввод управляющих сигналов от оператора.