四方电气TS2600在污水处理系统中的应用

一、工艺介绍

污水处理的一般过程为污水先进入提升泵站，然后依次通过曝气沉砂、氧化沟、二沉池，把水和污泥彻底分离，处理过的水排放到排污口。

工艺流程：

污水处理的简易工艺流程如图1所示：

图1

二、方案介绍

1、工艺要求：

   本污水处理中使用真空泵将空气中的氧强制向污水中转移（又称曝气过程），目的是获得足够的溶解氧，从而保证池内微生物在有充足溶解氧的条件下，对污水中有机物的氧化分解作用。所以为了保证自动、高效、节能的实现污水处理的曝气过程和严密监控，真空泵的驱动系统需要满足以下工艺要求：

（1）最大输出频率为800Hz；

（2）根据出风口的压力、风量、污水的溶氧浓度自动控制输出频率；

（3）具备远程监控功能；

（4）具备进风压力、出风压力、进气温度、电机温度、溶氧浓度等的报警及显示。

2、系统方案

针对污水处理中曝气风机的工艺要求，采用TS2600系列变频一体机，搭配专门为曝气风机研发的扩展卡，使用触摸屏作为人机界面，设计了如下的应用方案：

（1）TS2600以高性能矢量变频器作为驱动平台，输出频率范围为0~3000Hz，完全满足曝气风机对变频器输出频率的要求；

（2）曝气风机专用扩展卡内部集成了三套PID控制程序，包括以出风压力为控制对象的PID自动调节、以出风风量为控制对象的PID自动调节、以污水溶氧浓度为控制对象的PID自动调节，可根据现场需要自由切换，满足各种复杂的现场情况和工艺；

（3）配套的触摸屏HMI，可实时对参数进行监控和修改，方便高效的实现了对一体机的操控；

（4）具备远程与本地切换功能，客户可以在远程（例如办公室）实现对现场情况的监控以及不危及现场的操作，极大提升了客户的使用体验。

图2所示为应用方案框图：

图2

3、方案优势

（1）重载驱动能力，可在120%额定负载情况下长期稳定运行；

（2）可适配普通交流异步电机、变频电机、高频电机等多种电机；

（3）可检测各种报警信号，包括压力、流量、溶氧浓度等，触摸屏控制面板会及时预警，并可通过复位按键清除警告信息；

（4）多点温度检测，可实现最多三路温度检测；

（5）提供两路独立RS485通讯接口，作为本地控制和远程监控或作为多台一体机组网使用；

（6）具有实时时钟功能，可显示当前时间并记录故障发生时间，方便用户维护及查询；

（7）专用的触摸屏操作控制面板，可设置、监控各个单元的参数及报警信息，并且具有中、英、韩多语言切换功能。

三、配线及说明

1、电气配线图

图3

2、参数设定

主要功能参数(简略版)：

3、调试运行

   以工作在压力控制模式为例，在触摸屏上设定需要控制的目标压力，以及相应的压力报警上下限值，按下触摸屏中的启动按钮，则系统根据压力传感器的反馈值调节出风口的压力，使其保持在设定压力上。

四、小结

本文介绍了四方TS2600系列变频一体机搭配污水曝气风机专用扩展卡在污水处理系统中的应用。本方案集成度行业工艺程序，自动化程度高，控制精度高，适应性强，可以最大限度的保证污水处理的效率，已批量应用于出口的污水设备上，得到国外客户的高度好评。

参考文献

1、《TS2600系列变频驱动一体机说明书 V1.1》   深圳市四方电气技术有限公司

2、李方圆. 变频器行业应用实践，2006（1）

3、冯东升，张智华，张金辉. 变频节能技术在污水处理中的应用. 电机与控制应用. 2010（37）