第1章 組態**介紹
組態**開發監控系統軟件是新型的工業自動控制系統正以標準的工業計算機軟、硬件平臺構成的集成系統取代傳統的封閉式系統，它具有適應性強、開放性好、易于擴展、經濟、開發周期短等優點。通常可以把這樣的系統劃分為控制層、監控層、管理層三個層次結構。其中監控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實現對現場的實時監測與控制，且在自動控制系統中完成上傳下達、組態開發的重要作用。尤其考慮三方面問題：畫面、數據、動畫。通過對監控系統要求及實現功能的分析，采用組態**對監控系統進行設計。組態軟件也為試驗者提供了可視化監控畫面，有利于試驗者實時現場監控。而且，它能充分利用Windows的圖形編輯功能，方便地構成監控畫面，并以動畫方式顯示控制設備的狀態，具有報警窗口、實時趨勢曲線等，可便利的生成各種報表。它還具有豐富的設備驅動程序和靈活的組態方式、數據鏈接功能。
1使用組態**實現控制系統實驗仿真的基本步驟：
(1)圖形界面的設計；
(2)構造數據庫；
(3)建立動畫連接；
(4)運行和調試。
2 使用組態**軟件開發具有以下幾個特點:
(1)實驗全部用軟件來實現,只需利用現有的計算機就可完成自動控制系統課程的實驗,從而大大減少購置儀器的經費。
(2)該系統是中文界面,具有人機界面友好、結果可視化的優點。對用戶而言,操作簡單易學且編程簡單,參數輸入與修改靈活,具有多次或重復仿真運行的控制能力,可以實時地顯示參數變化前后系統的特性曲線,能很直觀地顯示控制系統的實時趨勢曲線,這些很強的交互能力使其在自動控制系統的實驗中可以發揮理想的效果。
3 在采用組態**開發系統編制應用程序過程中需要注意的地方
(1)圖形,是怎樣用抽象的圖形畫面來模擬實際的工業現場和相應的工控設備。
(2)數據,就是創建一個具體的數據庫,并用此數據庫中的變量描述工控對象的各種屬性,比如水位、流量等。
(3)連接,就是畫面上的圖素以怎樣的動畫來模擬現場設備的運行,以及怎樣讓操作者輸入控制設備的指令。
第2章 污泥離心機基本構成及原理
污泥離心脫水處理成套裝置是城市生活污水處理、自來水生產過程中的污泥處理、工農業污水處理工程中的重要設備。它具有污泥脫水、污泥濃縮脫水一體化處理功能。G際上一般采用全封閉連續運行的大長徑比臥式螺旋卸料沉降
離心機(簡稱大長徑比臥螺機)。
2.1 基本構成
作為污泥脫水的主機，它具有其它類型污泥脫水設備所不具有的優點：
(1)全封閉運行，現場清潔無污染；(2)絮凝劑、清洗水用量少日常運行成本低廉；
(3)設備布局緊湊，占地面積小，可明顯減少征地及基建投資。
本公司制造的污泥離心脫水成套裝置，其主機的長徑比大，轉速高，整個處理過程中對污泥的切割粉碎、進料、排泥、輸送，絮凝劑的投加以及對整個系統運行狀況的監控，均由PLC+液晶屏的控制系統來實施。對用戶而言，該裝置作為全自動化的成套操作單元，是一款理想的交鑰匙工程。污泥離心機主要由以下幾個系統構成：
1．污泥進料系統： 由污泥切割機、污泥進料泵、電磁流量計、閥門、管道等組成；
2.絮凝劑投配系統：由PT型干粉自動定量配投裝置、稀釋水裝置、加藥螺桿泵、閥門、管道等組成。可實現全自動的投料、溶解、熟化、儲存、計量加藥等過程，整個過程無需人為操作，完全自動運行。
3.比重劑投配系統：JY型攪拌桶、電動隔膜泵、閥門、管道等組成。該系統為含油污泥(浮渣)脫水的配套設備。
4.脫水污泥輸送系統(無軸螺旋輸送器)：WLS系列無軸螺旋的設計能有效地防止泥餅的堵塞和纏繞，被廣泛應用于污泥離心脫水處理后污泥的輸送。
5.電控系統(PLC+液晶屏全自動控制，動態畫面顯示)：由臥螺主機、進料泵、加藥泵、稀釋水泵、PLC控制及相關電氣元件控制箱及液晶觸摸屏組成。
2.2 基本原理
臥螺離心污泥脫水機組主要由型臥螺離心機、全自動絮凝劑制備投加裝置、污泥粉碎切割機、進泥泵、加藥泵、單螺桿污泥輸送泵、流量計和全自動控制系統等構成。如圖2-1所示。
圖2-1 污泥脫水離心機
臥螺離心機是臥式螺旋卸料離心機的簡稱，當污泥進入離心機轉鼓腔后,高速旋轉的轉鼓產生強大的離心力，污泥顆粒由于密度大,離心力也大，因此污泥被甩貼在轉鼓內壁上，形成固環層；而水的密度較小，離心力也小，只能在固環層內側形成液環層。圖2-2為簡易的污泥脫水圖。#p#分頁標題#e#
圖2-2 簡易污泥脫水圖
轉鼓內壁的污泥推向轉鼓小端出口處排出，分離出的水從轉鼓的另一端排出。圖2-3即為污泥脫水的演示圖。
圖2-3脫水演示圖
第3章 機組的運行
3.1 機電消耗
臥螺離心脫水機采用雙電機雙變頻驅動方式,轉鼓和螺旋由主電機驅動，轉鼓和螺旋之間的差轉速靠差速器帶動輔電機發電產生制動力來實現，輔電機工作時處于發電狀態，不消耗電能,輔電機發出的電通過主、副變頻器共用母線，將電能反饋給主變頻器，離心機主機的耗電電流小于主電機的電流減去輔電機的發電電流。主電機功率為30kw，主要考慮到離心機的轉鼓和螺旋轉動慣量大，啟動電流高而配置的。主機實際耗電電流不到40A，離心機主機噸干泥的耗電量在11～13kw·h之間，6%左右進泥濃度條件下的帶式壓濾機主機噸干泥耗電量在16～20kw·h之間(主要是沖洗水泵的耗電)。
3.2 絮凝劑的消耗
臥螺離心脫水機組絮凝劑單耗為3～4kg/tDS，隨著離心機進泥量的增加，離心機絮凝劑的單耗也隨之增加，污泥回收率隨之降低。因進泥量增加后，污泥在離心機內的停留時間縮短,必須通過增加絮凝劑量提高絮凝效果，使泥水分離速度加快。另外，絮凝劑的單耗還與污泥的性質有關，如果污泥消化處理不徹底或濃縮池內停留時間較長，正值酸化階段，污泥的比阻增大，這種污泥脫水比較困難,絮凝劑的單耗將增加。消化充分的污泥比未經消化的污泥可節省1/4～1/3的絮凝劑投加量，因此在污泥處理的運行管理中要盡量避免污泥出現酸化。
3.3 機組差轉速
差轉速增大時，污泥在離心機內的停留時間縮短，并加大了對液環層的擾動，污泥的回收率和泥餅的含固率都將降低，但增大差轉速可提高離心機的處理能力。差轉速減少時，污泥在離心機內的停留時間延長，對液環層的擾動也減輕，污泥回收率和泥餅含固率都將提高，但離心機的處理能力將降低。
3.4 主輔電機電流
在主電機轉速一定的條件下，進泥量增加,主電機電流也相應增加。在進泥量一定的條件下，輔電機的電流隨著差轉速的增加而減少，差轉速不能太低，否則將由于污泥在機內積累過量，使固環層大于液環層，輔電機過載而損壞離心機。
第4章 影響離心機的因素
4.1 工藝因素
由于離心機是利用固液兩相的密度差來實現固液分離的，因此污泥顆粒比重越大越易于分離。一般情況，城市污水處理廠的初沉污泥較易脫水，剩余污泥較難脫水，而混合污泥的脫水性能介于兩者之間，不同污水水質產生的污泥和采用不同水處理工藝得到的污泥會有較大差異，因此在污泥脫水中會有不同的表現。
為改善污泥脫水性能，進行機械脫水前一般應均勻加入適量的有機高分子絮凝劑，如聚丙烯酰胺(PAM)，來降低污泥的比阻，使污泥固相和液相分離后更易于脫水，絮凝劑的種類必須和污泥特性相適應及與設備類型和運行工況相適應。
根據實際運行情況表明，在絮凝劑（污泥脫水劑）投加量達到一定程度后，投加絮凝劑的多少對離心脫水的泥餅含固率的影響很小，對濾液的質量影響較大。在一般情況下，設備能夠適合的污泥濃度有一定的范圍要求，污泥濃度過低或過高均會消耗更多的絮凝劑。在設備正常運轉的污泥濃度情況下，絮凝劑的用量和待處理污泥的固含量近似成正比例關系，所以，在一定污泥流量的情況下，絮凝劑的投加量要根據污泥的濃度進行調整，很多時候，由于污泥濃度發生變化，而絮凝劑投加量沒有及時調整而使現場運行表現不佳或產生藥耗增加。
若絮凝劑溶解狀況不好導致實際用量不足或絮凝劑配置濃度過低使藥液有效成分供應不足，則難以形成相應干度的泥餅，影響上清液質量；而絮凝劑濃度太大，絮凝劑高分子鏈上的活性基團則會由于相互屏蔽、包裹而使有效成分難以充分發揮功效，從而造成藥劑的浪費；由于絮凝劑投加量過量較多，絮凝體的再分散作用也會破壞絮體穩定性，絮凝效果同樣不好。
絮凝劑用量太大，不僅造成浪費，而且處理效果沒有顯著提高。市政污泥處理中，有機高分子絮凝劑藥液的配置濃度一般為1‰～5‰，絮凝劑用量一般3～5kg／TDS，某些工業污泥絮凝劑用量可能會達到或超過10kg／TDS，這取決于污泥性質和污泥脫水機性能。由于脫水機設備性能差異，同樣性質的污泥在使用相同型號絮凝劑的情況下也會有不同的絮凝劑消耗表現。
4.2 其他因素
1．轉鼓轉速
轉鼓轉速的調節通常通過變頻電機或液壓馬達來實現。轉速越大，離心力越大，有助于提高泥餅含固率。但轉速過大會使污泥絮凝體被破壞，反而降低脫水效果。同時較高轉速對材料的要求高，對機器的磨損增大，動力消耗、振動及噪聲水平也會相應增加。#p#分頁標題#e#
2．差速度（差數比）
差速度直接影響排渣能力、泥餅干度和濾液質量，是臥螺離心機運行中重要的需要根據運行情況進行調節的參數之一。提高差速度，有利于提高排渣能力，但沉渣脫水時間會縮短，脫水后泥餅含水率大，同時過大差速度會使螺旋對澄清區液池的擾動加大，濾液質量相對差一些（俗稱“返混”）。
第5章 總結
通過這次試驗我了解到:污泥是污水處理廠和污水污水站污水處理的必然產物。未經恰當處理處置的污泥進入環境后，直接給水體和大氣帶來二次污染，不但降低了污水處理系統的有效處理能力，而且對生態環境和人類的活動構成了嚴重的威脅該處理工藝不僅對污泥廢水治理徹底，而且全封閉運行，現場清潔無污染，設備布局緊湊，占地面積小，可明顯減少征地及基建投資。絮凝劑、清洗水用量少，日常運行成本低廉；不會引起二次污染；處理后清水全部回用，可節省水資源，具有明顯的經濟效益。
在本系統的設計和運行過程中，利用組態**能夠快捷地設計畫面，方便地采集并顯示實時數據,但是,由于其提供的命令語言環境較弱,比如,沒有提供數組定義功能,對所編程序的大小也有限制等,使得較復雜的控制算法較難實現。因此，將組態**同其他等軟件結合在一起,協同作用,就可以充分利用各種軟件的優勢,大大提高軟件編程的效率和靈活性,進一步完善系統的功能和界面,本系統也正進行相關的研究。在這次實驗中通過對污泥脫水離心機運行原理簡要介紹并利用組態**軟件控制試驗技術特點，著重闡述了組態**軟件在該系統的應用。本系統利用組態**軟件實現了污泥脫水離心機運行原理算法和主控界面，建立了污泥脫水離心機運行原理實驗系統。
