陳世委

[摘 要]本文闡述了開化富春紫光水務有限公司預處理廠污水提升泵利用結(jié)構(gòu)化文本編輯的程序?qū)崿F(xiàn)了自適應的自動控制，使其科學運行，為整個污水處理工藝穩(wěn)定提供保障，對類似的控制提供了程序范例，具有借鑒意義。

[關鍵詞]污水提升；自適應控制；結(jié)構(gòu)化文本

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）02-0020-02

0 引言

隨著污水處理設施如火如荼的建設，如何有效管理污水處理設置，實現(xiàn)設備設施優(yōu)化管理，從而發(fā)揮出其最大的經(jīng)濟社會價值成為了迫在眉睫需要解決的問題。污水提升在污水處理工藝中廣泛存在，如污水泵站、調(diào)節(jié)池提升井、中間提升井、出水提升井等，污水提升主要由提升泵實現(xiàn)。一般根據(jù)工藝與處理水量不同，提升泵均為多用多備狀況，如三用一備、四用兩備等。水泵是提升井管理中的重點，如何有效管理與運行提升泵，關系到整個污水系統(tǒng)工藝的穩(wěn)定。

提升泵是污水處理工藝中的能源大戶，也是設備管理的重點，如何控制好提升泵的高效優(yōu)質(zhì)運行，不僅關系到污水處理工藝的運行穩(wěn)定，也關系到污水處理工藝的節(jié)能降耗等。污水提升泵站作為污水處理設施的重要組成部分，在整個污水處理工藝以及生產(chǎn)管理中擔任了重要的角色。為了有效管理污水提升泵，需要建立一套高效、低耗、科學的自適應控制系統(tǒng)。

1 傳統(tǒng)提升泵的運行模式

一般提升泵均采用PLC控制，控制方式分為就地控制、中控控制與自動控制，就地控制與中控控制均為人為操作設備啟停，設備的運行與否由操作人員根據(jù)現(xiàn)場實際情況來處理。自動控制主要設置啟泵液位和停泵液位，實現(xiàn)水泵根據(jù)水位自動啟停。自動控制模式下，如何分配不同水泵的啟停是提升井自動運行的關鍵。

傳統(tǒng)提升泵自動控制均采用輪詢啟動方式進行，輪詢啟動邏輯基本采用順序啟動，先啟動的泵先停，后啟動的泵后停，具體運行邏輯分析如下：

1.1 傳統(tǒng)泵站的輪詢啟動

以三臺提升泵為例，一般情況為兩用一備或者一用兩備，其具體控制邏輯如下：首先需設置啟動一臺泵液位、啟動兩臺泵液位、停泵液位。當提升井液位不斷上升，滿足啟動一臺泵液位時，啟動1#泵，此時如果滿足啟動兩臺泵液位條件時，啟動2#泵；此時有兩臺泵在運行，提升井液位不斷下降，達到停止一臺泵液位時，停止1#泵，再達到停止一臺泵液位時，則停止2#泵。

水泵輪流啟動的邏輯基本可概括為：1、啟動順序按照順序流程走，這次先啟動1#泵、下一次先啟動2#泵、再下一次先啟動3#泵，再下一次又先啟動1#泵，如此循環(huán)類推；2、停泵順序：停泵順序按先啟動先停，如滿足兩臺泵運行條件的，1#泵先啟動，達到第二臺泵液位時，啟動了2#泵，則停一臺泵時，先啟動的1#泵優(yōu)先停止。

1.2 輪詢啟動的缺點

基于順序啟動提升泵控制邏輯簡單明確，啟泵停泵順序較為固定，便于操作人員判斷，但這種邏輯存在許多缺點：

1、實現(xiàn)控制邏輯的程序較為復雜，隨著水泵數(shù)量的增加，需考慮羅列各種情況，程序數(shù)量將呈幾何級增長；

2、當有水泵處于停電、故障、就地狀態(tài)時，將影響整個自控運行邏輯，甚至當一臺水泵出現(xiàn)故障時，整個自控邏輯將被迫中止；

3、簡單的順序啟動，無法考慮每臺水泵的工況差異，運行時間較長后，勢必造成多臺水泵運行臺時差異較大、水泵狀態(tài)差異較大的情況；

4、簡單的順序啟動，無法滿足提升泵能耗管理等要求；

2 自適應啟?？刂七壿?/p>

基于提升泵順序啟?？刂七壿嫶嬖谝陨系娜秉c，隨著工藝運行要求的不斷提高，如何根據(jù)啟動頻率對水泵進行科學合理的調(diào)整，在此研究了一套可以根據(jù)水泵工況差異，實現(xiàn)水泵自適應啟停的控制邏輯。

水泵自適應啟?？刂七壿嬓枰紤]水泵的手自動狀態(tài)、故障狀態(tài)、得電狀態(tài)、運行臺時、水泵效率、啟停次數(shù)等；程序基本思路是讓運行臺時少、運行次數(shù)少的水泵先啟動、讓運行臺時多、啟停次數(shù)多的水泵先停止，從而達到每臺水泵都類似的工況狀態(tài)。

2.1 自適應控制的基本邏輯

自適應程序邏輯思路是：水泵啟動時肯定是一臺一臺的啟動，水泵停止時肯定是一臺一臺的停止，因此只要判斷何時增加一臺水泵，何時減少一臺水泵即可，啟動過程將分為兩個邏輯：1、判斷何時增加一臺水泵，2、判斷啟動那臺水泵。停止過程也分兩個邏輯：1、判斷何時減少一臺水泵，2、判斷停止那臺水泵。

2.2 自適應控制的程序流程圖

以最常用的三臺水泵組成的提升井的啟泵過程分析如下：

程序邏輯流程圖（圖1）：

2.3 自適應控制的編程實現(xiàn)

開化富春紫光水務公司使用的GE PAC3 PLC，該PLC支持結(jié)構(gòu)化文本編程，與高級編程語言類似的結(jié)構(gòu)化文本可實現(xiàn)較為復雜的邏輯計算，下面就預處理廠利用結(jié)構(gòu)化文本實現(xiàn)水泵自適應控制編程分析如下：

程序巧妙的利用的水泵需要運行臺數(shù)和實際運行臺數(shù)的概念，只要實際運行臺數(shù)少于需要運行臺數(shù)時，則均需要增加一臺水泵。

//液位設定值保護，停泵液位設置不低于1.5米，啟動一臺泵液位設置不低于1.8米，啟動兩臺泵設置不低于2.1米

IF TSB_LET_STOP<=1.5 THEN TSB_LET_STOP：=1.5；END_IF；

IF LET_STAR1<=1.8 THEN LET_STAR1：=1.8；END_IF；

IF LET_STAR2<=2.1 THEN LET_STAR2：=2.1；END_IF；

//判斷目前有幾臺提升泵在運行，判斷之前水泵運行數(shù)清零，當有水泵在運行時，運行臺數(shù)加一

Pump_Tun_Num：=0；

IF TSB1_RUN THEN Pump_Run_Num：=Pump_Run_Num+1；END_IF；

IF TSB2_RUN THEN Pump_Run_Num：=Pump_Run_Num+1；END_IF；

IF TSB3_RUN THEN Pump_Run_Num：=Pump_Run_Num+1；END_IF；

//增加一臺水泵有兩種情況，運行臺數(shù)不為1，液位滿足啟動一臺泵條件；運行臺數(shù)不為2，液位滿足啟動兩臺泵條件。

IF TSB_AUTO AND （（TSBYW>LET_STAR1 AND TSBYW1） or （TSBYW>=LET_STAR2 and Pump_Run_Num<>2）） and Second_P

THEN

Pump_Judge_Delay：=Pump_Judge_Delay+1；

END_IF；

//判斷是否啟動一臺水泵，采用了滿足條件30秒后，判斷一次，避免由于液位波動等狀況引起系統(tǒng)紊亂

IF Pump_Judge_Delay>=30

THEN

PUMP_ADD_ONE：=1；

Pump_Judge_Delay：=0；

END_IF；

//增加一臺泵時，判斷啟動那臺泵，每次都啟動臺時低的那臺水泵，采用典型的冒泡法判斷三臺水泵那臺臺時最小。

IF TSB_AUTO AND PUMP_ADD_ONE THEN

Add_Rtime：=9999999.0；

ADD_PUMP_STEP：=1；

//第一步判斷那臺水泵臺時最低，如果1#泵臺時最低則Add_Start_Num賦值為1，如果2#泵臺時最低則Add_Start_Num賦值為2，如果1#泵臺時最低則Add_Start_Num賦值為3

IF ADD_PUMP_STEP=1 THEN

IF TSB1_H AND NOT TSB1_R AND NOT TSB1_F AND NOT TSB1_E AND TSB1_RTIME

THEN Add_Rtime：=TSB1_RTIME_H；Add_Start_Num：=1；END_IF；

IF TSB2_H AND NOT TSB2_R AND NOT TSB2_F AND NOT TSB2_E AND TSB2_RTIME_

THEN Add_Rtime：=TSB2_RTIME；Add_Start_Num：=2；END_IF；

IF TSB3_H AND NOT TSB3_R AND NOT TSB3_F AND NOT TSB3_E AND TSB3_RTIME

THEN Add_Rtime：=TSB3_RTIME；Add_Start_Num：=3；END_IF；

ADD_PUMP_STEP：=2；

END_IF；

//第二步，判斷啟動那臺水泵

IF ADD_PUMP_STEP=2 THEN

IF Add_Start_Num=1 THEN TSB1_ZDK：=1；END_IF；

IF Add_Start_Num=2 THEN TSB2_ZDK：=1；END_IF；

IF Add_Start_Num=3 THEN TSB3_ZDK：=1；END_IF；

ADD_PUMP_STEP：=0；

PUMP_ADD_ONE：=0；

END_IF；

END_IF；

停止某一臺水泵的邏輯與啟動一臺水泵的邏輯基本是相同，在此不多贅述，這此程序中，當某臺水泵故障、停電、不處于遠程狀態(tài)，就不會進入判斷程序，貳當水泵恢復正常狀態(tài)后，又自動進入判斷程序，整個程序運行無需因為某臺泵狀態(tài)變化而改變，真正實現(xiàn)了程序的自動運行。而上述程序中，運行臺時是表述水泵的狀態(tài)的唯一參數(shù)，如果要加入其它參考條件，如啟停次數(shù)、故障次數(shù)、啟用時間等，每種參數(shù)加入一個加權值，然后計算整體狀態(tài)值，只需將判斷臺時數(shù)最低換成狀態(tài)時最低就可以實現(xiàn)水泵的多參數(shù)動態(tài)判斷。

本程序在我污水廠，污水泵站中已經(jīng)成功運行，運行過程中無需人為調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了全自動運行，甚至提升井都可以成為隱身提升井，只要設置好參數(shù)，操作人員都可以忘了它們的存在，真正實現(xiàn)了各種狀態(tài)下的自適應自動運行。

3 結(jié)論

污水管網(wǎng)的不斷豐富，越來越多的提升泵站建設投用，自適應水泵控制程序可實現(xiàn)水泵的高效運行，自動化程度越高運行管理的成本越低，系統(tǒng)的穩(wěn)定性越高，不斷豐富自適應控制邏輯，使其科學運行，為整個污水處理工藝穩(wěn)定提供保障。

參考文獻

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