基于PLC的垃圾渗透液处理控制系统设计

刘小棠

摘 要：目前我国垃圾渗滤液日均产生量已达十几万吨，垃圾填埋场溢出的渗滤液排入河流和周围农田，随着雨水进入地下，周边水体遭到严重污染。随着PLC控制技术的发展，其在垃圾渗透液的处理上的已得到广泛應用。文章首先分析了处理渗透液的意义，然后分析了国内外控制系统的现状，介绍控制系统的内容和解决的问题，最后重点介绍了完善的工艺流程和控制技术在垃圾渗透液处理系统中的应用。

关键词：PLC；垃圾渗透液；控制系统；应用

中图分类号：R124.3 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）23-0100-02

《生活垃圾填埋污染控制标准》规定了生活垃圾渗滤液的执行标准，确定了现有和新建垃圾填埋场水污染排放浓度的限值。在国务院已批准的《关于进一步加强城市生活垃圾处理工作意见》中规定到2015年，城市生活垃圾无害化处理率将达到80%以上。上述标准与意见的出台及实施对垃圾渗滤液处理既是机遇也是挑战。

1 垃圾渗透液处理的意义

焚烧厂垃圾渗透液来源于焚烧前的垃圾储坑，主要是垃圾自身含水和代谢水，其水质的成分相当复杂，污染物种类多，又因为季节天气的原因，其浓度存在短期波动性和长期复杂性，可见处理其的难度较大。因此如何能选择一套合理可行的渗透液处理工艺路线，处理系统又不仅能满足我国所提倡的低能耗、低污染、低排放的要求，同时其控制系统满足稳定可靠、可操作性和可维护性好是垃圾渗透液技术发展的方向，是该设计的研究意义所在。

2 国内外研究现状

在垃圾渗透液处理方面，直到本世纪初，国内开始引入垃圾焚烧的处理方式，并由欧洲引进先进的工艺技术-膜处理，并将其成功的应用在渗滤液的处理上。由于它这种技术可以根据不同的进水水质、出水要求和工程成本，通过组合工艺的方式，使经过处理的渗滤液达到国家规定的排放标准。尽管从工艺技术上来说垃圾渗滤液是可以处理达标的，但处理效果仍然受季节和变化和填埋时间的影响，表现为效果不稳定、不达标等缺点。受此影响，企业对渗透液处理的控制技术的要求也水涨船高，特别是在控制系统的运行稳定性，是否能及时监控各处理系统的各流程的运行状况以及工艺参数的变化，能优化各工艺流程的运行，确保出水水质，压低处理成本，提升运行管理水平，使企业长期正常稳定地运行，取得最佳效益。

3 控制系统设计的内容

本次研究以发电厂垃圾渗透液处理站的自动控制系统设计为背景，分析整个工艺流程，从整个控制系统的设计、开发到最终实现，其中经历了设计工艺流程，配置系统、构架网络、编程调试、设计组态界面等，从设计的视角来研究工业现场抗电磁干扰措施的应用、工业组态技术、可编程控制器技术等在污水处理工艺中的应用，并研究总结一些可供推广的经验，为焚烧厂垃圾渗透液工程提供性价比高、安全可靠的系统自动控制方案。

设计将针对项目特点，分析处理工艺要求和系统控制功能需求，拟定总体控制方案，根据总体方案进行控制设备的选型，编制控制系统的电气原理图，设计监控程序和控制单元PLC程序。

4 系统解决的关键问题

本次设计主要解决了以下几个问题：

（1）设计适合处理现场的工艺流程，保障系统的可靠性；（2）控制系统操作复杂，对运营人员的要求较高；（3）缺少故障诊断功能，设备的可维护性低，维护维修难度大。

5 渗透液处理的工艺流程

此次渗透液处理的工艺流程如图1所示：

6 渗透液处理控制系统设计方法

6.1 仪控设计

渗滤液处理系统采用 PLC控制， PLC与DCS进行通讯，系统出水的在线检测信号应以硬接线方式进入 DCS。其他信号以通讯方式进入DCS，并能在DCS上监测。

考虑到渗滤液处理系统与主厂房渗滤液处理收集系统的联锁关系，提供了联锁必须的一次元件，并充分考虑联锁在PLC和DCS上的实现。

6.2 运行监视设计

运行监视应具有数据采集、液晶显示器屏幕显示、参数显示和处理、越程报警、制表、计算等功能。液晶显示器屏幕在显示渗透液处理的工艺流程、运行中的测量参数、控制方式、运行状况、被控对象的状态的同时，也能显示出成组的参数。当参数出现越程报警或被控对象发生故障或出现状态变化时，可以用不同颜色进行警示。整个监控画面将按照工艺流程图来显示，并且有足够的幅数来保证工艺、被控对象以及整个系统的完整的运行和控制状况。

操作员站基本功能如下：

（1）程序开发，对程控系统进行编程；（2）系统状态诊断；（3）控制系统组态；（4）数据库的管理和维护；（5）上位机画面的编辑和修改；（6）监视系统内每一个模拟量的数值和数字量的状态显示并确认报警信息；（7）显示操作指导和帮助；（8）建立趋势画面并获取趋势信息；（9）自动定时生成报表，并自动或手动打印报表；（10）远程控制现场设备的开、关、启、停等；（11）远程手动和远程自动方式的切换；（12）对模拟量的设定值和偏置在上位机可开放式设定；（13）基本的二次计算。

6.3 自控技术设计方法

本设计是在渗滤液车间设集中控制室，采用PLC与上位机方式实现自动控制，让操作人员在控制室内就可以对整个渗滤液处理系统进行集中监视、管理和操作控制，并可实现远程手动操作，其中PLC能独立工作以保证系统和设备的安全性。

系统中所采用的仪控仪表除设备和管道应带的压力仪表、流量计及其他常规仪表外，尚包括以下在线仪表：流量仪，在线检测，设置位置包括垃圾渗滤液处理系统总进水管，渗滤液处理系统总出水管。所有在线监测仪器仪表满足工艺监测控制的要求。

7 结束语

本次控制系统设计在规定工况下能确保整个项目达到相关环评目标：处理后回用水执行《城市污水再生利用城市杂用水水质》GB/T18920-2002的道路清扫、城市绿化、车辆冲洗标准和《城市污水再生利用工业水水质》GB/T19923-2005中敞开式循环冷却水系统补水水质标准。浓缩液回用于出渣机冷却，剩余部分回喷至焚烧炉，最终浓缩液不大于处理规模的15%。另外控制系统具有较好的可操作性，相关运营人员经过两周短期培训即可上岗；同时系统具有故障自动诊断功能，常见故障能显示故障代码及相关维护提示，降低故障维修时间。

由此证明此设计方法适用于焚烧厂垃圾渗透液的处理。

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