作者：海爲(wéi / wèi)PLC體驗者 王工
1 MBR工藝簡介
1.1 MBR含義
MBR爲(wéi / wèi)膜生物反應器（Membrane Bio-Reactor）的(de)簡稱,是(shì)一(yī / yì ／yí)種将膜分離技術與生物技術有機結合的(de)新型水處理技術，它利用膜分離設備将生化反應池中的(de)活性污泥和(hé / huò)大(dà)分子(zǐ)有機物截留住，省掉二沉池。膜-生物反應器工藝通過膜的(de)分離技術大(dà)大(dà)強化了(le／liǎo)生物反應器的(de)功能，使活性污泥濃度大(dà)大(dà)提高，其水力停留時(shí)間（HRT）和(hé / huò)污泥停留時(shí)間（SRT）可以(yǐ)分别控制。
在(zài)傳統的(de)污水生物處理技術中，泥水分離是(shì)在(zài)二沉池中靠重力作用完成的(de)，其分離效率依賴于(yú)活性污泥的(de)沉降性能，沉降性越好，泥水分離效率越高。而(ér)污泥的(de)沉降性取決于(yú)曝氣池的(de)運行狀況，改善污泥沉降性必須嚴格控制曝氣池的(de)操作條件，這(zhè)限制了(le／liǎo)該方法的(de)适用範圍。由于(yú)二沉池固液分離的(de)要(yào / yāo)求，曝氣池的(de)污泥不(bù)能維持較高濃度，一(yī / yì ／yí)般在(zài) 1.5~3.5g/L 左右，從而(ér)限制了(le／liǎo)生化反應速率。水力停留時(shí)間（ HRT ）與污泥齡（ SRT ）相互依賴，提高容積負荷與降低污泥負荷往往形成矛盾。系統在(zài)運行過程中還産生了(le／liǎo)大(dà)量的(de)剩餘污泥，其處置費用占污水處理廠運行費用的(de) 25% ～ 40% 。傳統活性污泥處理系統還容易出(chū)現污泥膨脹現象，出(chū)水中含有懸浮固體，出(chū)水水質惡化。
MBR 工藝通過将分離工程中的(de)膜分離技術與傳統廢水生物處理技術有機結合，不(bù)僅省去了(le／liǎo)二沉池的(de)建設，而(ér)且大(dà)大(dà)提高了(le／liǎo)固液分離效率，并且由于(yú)曝氣池中活性污泥濃度的(de)增大(dà)和(hé / huò)污泥中特效菌 ( 特别是(shì)優勢菌群 ) 的(de)出(chū)現，提高了(le／liǎo)生化反應速率。同時(shí)，通過降低 F/M 比減少剩餘污泥産生量（甚至爲(wéi / wèi)零），從而(ér)基本解決了(le／liǎo)傳統活性污泥法存在(zài)的(de)許多突出(chū)問題。
1.2優勢
1、高效的(de)固液分離，出(chū)水水質優質穩定。
2、剩餘污泥産量少 占地(dì / de)面積小。
3、無需二沉池，工藝設備集中。
4、可去除氨氮及難降解有機物。
5、克服了(le／liǎo)傳統活性污泥法易發生污泥膨脹的(de)弊端。
1.3發展前瞻
1.現有城市污水處理廠的(de)更新升級
2.無排水管網系統地(dì / de)區的(de)污水處理，如居民點、旅遊度假區、風景區等。
3.有污水回用需求的(de)地(dì / de)區或場所，如賓館、洗車業、客機、流動廁所等 。
4.高濃度、有毒、難降解工業廢水處理。如造紙、制糖、皮革等行業
5.垃圾填埋廠滲濾液的(de)處理及回用6.小規模污水廠（站）的(de)應用。
2 工藝與控制邏輯
2.1工藝圖
工藝圖如下：
2.2控制邏輯圖
控制流程圖如下：
系統啓動後進行手動和(hé / huò)自動的(de)判斷，手動操作模式主要(yào / yāo)是(shì)用來(lái)測試各個(gè)輸入輸出(chū)，方便檢修。自動模式下，對各生産條件進行判斷，符号産水反洗條件後，進行定時(shí)的(de)産水和(hé / huò)反洗，當達到(dào)化學清洗的(de)條件是(shì)，進行化學清洗。當化學清洗結束或系統停機時(shí)，執行一(yī / yì ／yí)次反洗操作。
3 電氣圖紙
3.1電氣系統分布
本電氣系統有HMI和(hé / huò)PLC及外圍傳感器，執行電機，執行閥組成，整個(gè)控制系統由一(yī / yì ／yí)套海爲(wéi / wèi)PLC控制實現。
3.2 PLC輸入輸出(chū)
本設備共有4路模拟量輸入，1路模拟量輸出(chū)，2路數字量輸入，21路數字量輸出(chū)。
根據系統控制點數，選擇了(le／liǎo)海爲(wéi / wèi)PLC，主機S20M2R，擴展輸出(chū)模塊H16DOR
部分電路圖如下：
主線路圖
擴展輸出(chū)模塊
4 PLC程序調試
4.1手動模式
手動模式下可以(yǐ)開啓任一(yī / yì ／yí)電機和(hé / huò)閥門。操作按鈕在(zài)觸摸屏中制作，采用自保持的(de)按鈕。
手動程序截圖如下：
4.2自動模式
自動檔位時(shí)，按自動開機，則按如下流程進行運行：
開啓原水泵，污水可以(yǐ)進入集水池，當集水池的(de)液位非低液位狀态時(shí)，自動啓動提升泵，開始往膜池送水，同時(shí)，攪拌器開始工作，風機啓動，至此，自動控制準備就(jiù)緒。各電機自動根據液位做相應的(de)開啓和(hé / huò)停止。具備産水，反洗，和(hé / huò)化學清洗的(de)條件。
風機啓動後，且膜池處于(yú)非低液位狀态下，打開産水進閥和(hé / huò)産水出(chū)閥，啓動産水泵，開始進行産水的(de)過程。運行指定時(shí)間後，打開反洗進水閥和(hé / huò)出(chū)水閥，開始進行反洗的(de)過程。反洗指定時(shí)間後，重新開始産水過程。如此循環運行。
當壓差超過負設定值（參數界面中），或設備連續運行指定時(shí)間後，則開啓化學清洗閥，停止産水泵，1秒鍾後，開啓化學泵，開始化學清洗過程，化學清洗時(shí)間到(dào)達後，開啓反洗閥，關閉化學清洗泵，1秒鍾後開啓反洗泵，運行10分鍾反洗。
反洗工作結束後，重新進入産水過程。如此循環運行。
當生産現場有緊急情況時(shí)，按下控制櫃上(shàng)的(de)急停按鈕，PLC停止輸出(chū)，所有電機及閥門關閉。緊急情況解除後，複位急停按鈕，系統回到(dào)手動狀态，确認具體正常生産條件後，選擇自動開啓，繼續生産。
當點擊停止按鈕時(shí)，系統會停止産水泵和(hé / huò)産水閥，進行最後一(yī / yì ／yí)次反洗，反洗結束後，停止所有電機及閥門，系統恢複爲(wéi / wèi)手動檔位。
以(yǐ)下爲(wéi / wèi)部分程序示例。
自動模式下，兩台風機輪流啓動，切換時(shí)間在(zài)觸摸屏上(shàng)設置。
當壓力超過負設定或者運行達到(dào)設定時(shí)間後，啓動化學清洗。程序如下：
主程序界面，調用子(zǐ)程序。
5 觸摸屏調試
5.1觸摸屏界面介紹
用戶登陸界面:
工藝流程界面：
運行過程主要(yào / yāo)包括：産水過程、反洗過程、化學清洗過程。
狀态顯示界面：
上(shàng)圖報警界面中能夠記錄現場所有的(de)報警信息，上(shàng)面記錄的(de)是(shì)某一(yī / yì ／yí)設備處于(yú)報警狀态的(de)時(shí)間，内容及确認時(shí)間。
上(shàng)圖集中顯示現場所有需要(yào / yāo)記錄數據的(de)儀表曆史曲線。HMI實時(shí)顯示了(le／liǎo)集水池，膜池的(de)液位，産水泵的(de)流量。
6 項目總結
通過該項目的(de)實際測試，海爲(wéi / wèi)PLC能夠完成設備的(de)控制要(yào / yāo)求，主要(yào / yāo)優點如下：
1、 價格與國(guó)外品牌PLC相比，優勢明顯。在(zài)滿足該控制要(yào / yāo)求的(de)前提下，價格僅爲(wéi / wèi)國(guó)外品牌一(yī / yì ／yí)半，甚至更低。
2、 軟件操作性好，非常容易入手。界面設置合理。操作方便。軟件本身的(de)文件非常小，僅40多兆，而(ér)且集成了(le／liǎo)模拟功能，這(zhè)麽小的(de)軟件能實現這(zhè)麽強的(de)模拟功能實屬不(bù)易，适合學習。
3、 模拟量編程簡單。
4、 系統自帶的(de)程序比較齊全，适合學習和(hé / huò)借用。
5、 數字量輸入是(shì)雙向輸入型,NPN,PNP都可以(yǐ)。
相對不(bù)足的(de)地(dì / de)方有：
1、 編程線爲(wéi / wèi)串口線，現在(zài)大(dà)部分的(de)筆記本不(bù)是(shì)自帶串口，用USB轉接線，穩定性又不(bù)好，建議做USB口的(de)編程線。
2、 不(bù)能在(zài)線修改PLC程序。
3、 我使用的(de)這(zhè)款PLC有些指令不(bù)支持，如MC和(hé / huò)MCR等。
4、 相關的(de)手冊不(bù)夠齊全，建議分爲(wéi / wèi)硬件操作手冊和(hé / huò)軟件編程手冊，詳細講解海爲(wéi / wèi)PLC。
5、 PLC掉電後在(zài)軟件界面看不(bù)出(chū)提示。依舊是(shì)聯機狀态。
由于(yú)時(shí)間關系，不(bù)能對海爲(wéi / wèi)PLC做更多的(de)深入了(le／liǎo)解和(hé / huò)使用，随着以(yǐ)後的(de)項目，會更多的(de)了(le／liǎo)解其他(tā)功能。總的(de)來(lái)說(shuō)，這(zhè)是(shì)一(yī / yì ／yí)款性價比較高的(de)産品，值得推廣。廠家也(yě)應該再接再厲，更好的(de)做好民族品牌。
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