第1章 组态**介绍
组态**开发监控系统软件是新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统，它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态**对监控系统进行设计。组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。
1使用组态**实现控制系统实验仿真的基本步骤：
(1)图形界面的设计；
(2)构造数据库；
(3)建立动画连接；
(4)运行和调试。
2 使用组态**软件开发具有以下几个特点:
(1)实验全部用软件来实现,只需利用现有的计算机就可完成自动控制系统课程的实验,从而大大减少购置仪器的经费。
(2)该系统是中文界面,具有人机界面友好、结果可视化的优点。对用户而言,操作简单易学且编程简单,参数输入与修改灵活,具有多次或重复仿真运行的控制能力,可以实时地显示参数变化前后系统的特性曲线,能很直观地显示控制系统的实时趋势曲线,这些很强的交互能力使其在自动控制系统的实验中可以发挥理想的效果。
3 在采用组态**开发系统编制应用程序过程中需要注意的地方
(1)图形,是怎样用抽象的图形画面来模拟实际的工业现场和相应的工控设备。
(2)数据,就是创建一个具体的数据库,并用此数据库中的变量描述工控对象的各种属性,比如水位、流量等。
(3)连接,就是画面上的图素以怎样的动画来模拟现场设备的运行,以及怎样让操作者输入控制设备的指令。
第2章 污泥离心机基本构成及原理
污泥离心脱水处理成套装置是城市生活污水处理、自来水生产过程中的污泥处理、工农业污水处理工程中的重要设备。它具有污泥脱水、污泥浓缩脱水一体化处理功能。G际上一般采用全封闭连续运行的大长径比卧式螺旋卸料沉降
离心机(简称大长径比卧螺机)。
2.1 基本构成
作为污泥脱水的主机，它具有其它类型污泥脱水设备所不具有的优点：
(1)全封闭运行，现场清洁无污染；(2)絮凝剂、清洗水用量少日常运行成本低廉；
(3)设备布局紧凑，占地面积小，可明显减少征地及基建投资。
本公司制造的污泥离心脱水成套装置，其主机的长径比大，转速高，整个处理过程中对污泥的切割粉碎、进料、排泥、输送，絮凝剂的投加以及对整个系统运行状况的监控，均由PLC+液晶屏的控制系统来实施。对用户而言，该装置作为全自动化的成套操作单元，是一款理想的交钥匙工程。污泥离心机主要由以下几个系统构成：
1．污泥进料系统： 由污泥切割机、污泥进料泵、电磁流量计、阀门、管道等组成；
2.絮凝剂投配系统：由PT型干粉自动定量配投装置、稀释水装置、加药螺杆泵、阀门、管道等组成。可实现全自动的投料、溶解、熟化、储存、计量加药等过程，整个过程无需人为操作，完全自动运行。
3.比重剂投配系统：JY型搅拌桶、电动隔膜泵、阀门、管道等组成。该系统为含油污泥(浮渣)脱水的配套设备。
4.脱水污泥输送系统(无轴螺旋输送器)：WLS系列无轴螺旋的设计能有效地防止泥饼的堵塞和缠绕，被广泛应用于污泥离心脱水处理后污泥的输送。
5.电控系统(PLC+液晶屏全自动控制，动态画面显示)：由卧螺主机、进料泵、加药泵、稀释水泵、PLC控制及相关电气元件控制箱及液晶触摸屏组成。
2.2 基本原理
卧螺离心污泥脱水机组主要由型卧螺离心机、全自动絮凝剂制备投加装置、污泥粉碎切割机、进泥泵、加药泵、单螺杆污泥输送泵、流量计和全自动控制系统等构成。如图2-1所示。
图2-1 污泥脱水离心机
卧螺离心机是卧式螺旋卸料离心机的简称，当污泥进入离心机转鼓腔后,高速旋转的转鼓产生强大的离心力，污泥颗粒由于密度大,离心力也大，因此污泥被甩贴在转鼓内壁上，形成固环层；而水的密度较小，离心力也小，只能在固环层内侧形成液环层。图2-2为简易的污泥脱水图。#p#分页标题#e#
图2-2 简易污泥脱水图
转鼓内壁的污泥推向转鼓小端出口处排出，分离出的水从转鼓的另一端排出。图2-3即为污泥脱水的演示图。
图2-3脱水演示图
第3章 机组的运行
3.1 机电消耗
卧螺离心脱水机采用双电机双变频驱动方式,转鼓和螺旋由主电机驱动，转鼓和螺旋之间的差转速靠差速器带动辅电机发电产生制动力来实现，辅电机工作时处于发电状态，不消耗电能,辅电机发出的电通过主、副变频器共用母线，将电能反馈给主变频器，离心机主机的耗电电流小于主电机的电流减去辅电机的发电电流。主电机功率为30kw，主要考虑到离心机的转鼓和螺旋转动惯量大，启动电流高而配置的。主机实际耗电电流不到40A，离心机主机吨干泥的耗电量在11～13kw·h之间，6%左右进泥浓度条件下的带式压滤机主机吨干泥耗电量在16～20kw·h之间(主要是冲洗水泵的耗电)。
3.2 絮凝剂的消耗
卧螺离心脱水机组絮凝剂单耗为3～4kg/tDS，随着离心机进泥量的增加，离心机絮凝剂的单耗也随之增加，污泥回收率随之降低。因进泥量增加后，污泥在离心机内的停留时间缩短,必须通过增加絮凝剂量提高絮凝效果，使泥水分离速度加快。另外，絮凝剂的单耗还与污泥的性质有关，如果污泥消化处理不彻底或浓缩池内停留时间较长，正值酸化阶段，污泥的比阻增大，这种污泥脱水比较困难,絮凝剂的单耗将增加。消化充分的污泥比未经消化的污泥可节省1/4～1/3的絮凝剂投加量，因此在污泥处理的运行管理中要尽量避免污泥出现酸化。
3.3 机组差转速
差转速增大时，污泥在离心机内的停留时间缩短，并加大了对液环层的扰动，污泥的回收率和泥饼的含固率都将降低，但增大差转速可提高离心机的处理能力。差转速减少时，污泥在离心机内的停留时间延长，对液环层的扰动也减轻，污泥回收率和泥饼含固率都将提高，但离心机的处理能力将降低。
3.4 主辅电机电流
在主电机转速一定的条件下，进泥量增加,主电机电流也相应增加。在进泥量一定的条件下，辅电机的电流随着差转速的增加而减少，差转速不能太低，否则将由于污泥在机内积累过量，使固环层大于液环层，辅电机过载而损坏离心机。
第4章 影响离心机的因素
4.1 工艺因素
由于离心机是利用固液两相的密度差来实现固液分离的，因此污泥颗粒比重越大越易于分离。一般情况，城市污水处理厂的初沉污泥较易脱水，剩余污泥较难脱水，而混合污泥的脱水性能介于两者之间，不同污水水质产生的污泥和采用不同水处理工艺得到的污泥会有较大差异，因此在污泥脱水中会有不同的表现。
为改善污泥脱水性能，进行机械脱水前一般应均匀加入适量的有机高分子絮凝剂，如聚丙烯酰胺(PAM)，来降低污泥的比阻，使污泥固相和液相分离后更易于脱水，絮凝剂的种类必须和污泥特性相适应及与设备类型和运行工况相适应。
根据实际运行情况表明，在絮凝剂（污泥脱水剂）投加量达到一定程度后，投加絮凝剂的多少对离心脱水的泥饼含固率的影响很小，对滤液的质量影响较大。在一般情况下，设备能够适合的污泥浓度有一定的范围要求，污泥浓度过低或过高均会消耗更多的絮凝剂。在设备正常运转的污泥浓度情况下，絮凝剂的用量和待处理污泥的固含量近似成正比例关系，所以，在一定污泥流量的情况下，絮凝剂的投加量要根据污泥的浓度进行调整，很多时候，由于污泥浓度发生变化，而絮凝剂投加量没有及时调整而使现场运行表现不佳或产生药耗增加。
若絮凝剂溶解状况不好导致实际用量不足或絮凝剂配置浓度过低使药液有效成分供应不足，则难以形成相应干度的泥饼，影响上清液质量；而絮凝剂浓度太大，絮凝剂高分子链上的活性基团则会由于相互屏蔽、包裹而使有效成分难以充分发挥功效，从而造成药剂的浪费；由于絮凝剂投加量过量较多，絮凝体的再分散作用也会破坏絮体稳定性，絮凝效果同样不好。
絮凝剂用量太大，不仅造成浪费，而且处理效果没有显著提高。市政污泥处理中，有机高分子絮凝剂药液的配置浓度一般为1‰～5‰，絮凝剂用量一般3～5kg／TDS，某些工业污泥絮凝剂用量可能会达到或超过10kg／TDS，这取决于污泥性质和污泥脱水机性能。由于脱水机设备性能差异，同样性质的污泥在使用相同型号絮凝剂的情况下也会有不同的絮凝剂消耗表现。
4.2 其他因素
1．转鼓转速
转鼓转速的调节通常通过变频电机或液压马达来实现。转速越大，离心力越大，有助于提高泥饼含固率。但转速过大会使污泥絮凝体被破坏，反而降低脱水效果。同时较高转速对材料的要求高，对机器的磨损增大，动力消耗、振动及噪声水平也会相应增加。#p#分页标题#e#
2．差速度（差数比）
差速度直接影响排渣能力、泥饼干度和滤液质量，是卧螺离心机运行中重要的需要根据运行情况进行调节的参数之一。提高差速度，有利于提高排渣能力，但沉渣脱水时间会缩短，脱水后泥饼含水率大，同时过大差速度会使螺旋对澄清区液池的扰动加大，滤液质量相对差一些（俗称“返混”）。
第5章 总结
通过这次试验我了解到:污泥是污水处理厂和污水污水站污水处理的必然产物。未经恰当处理处置的污泥进入环境后，直接给水体和大气带来二次污染，不但降低了污水处理系统的有效处理能力，而且对生态环境和人类的活动构成了严重的威胁该处理工艺不仅对污泥废水治理彻底，而且全封闭运行，现场清洁无污染，设备布局紧凑，占地面积小，可明显减少征地及基建投资。絮凝剂、清洗水用量少，日常运行成本低廉；不会引起二次污染；处理后清水全部回用，可节省水资源，具有明显的经济效益。
在本系统的设计和运行过程中，利用组态**能够快捷地设计画面，方便地采集并显示实时数据,但是,由于其提供的命令语言环境较弱,比如,没有提供数组定义功能,对所编程序的大小也有限制等,使得较复杂的控制算法较难实现。因此，将组态**同其他等软件结合在一起,协同作用,就可以充分利用各种软件的优势,大大提高软件编程的效率和灵活性,进一步完善系统的功能和界面,本系统也正进行相关的研究。在这次实验中通过对污泥脱水离心机运行原理简要介绍并利用组态**软件控制试验技术特点，着重阐述了组态**软件在该系统的应用。本系统利用组态**软件实现了污泥脱水离心机运行原理算法和主控界面，建立了污泥脱水离心机运行原理实验系统。
