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新疆污水處理廠自動控制系統(tǒng)
點(diǎn)擊次數(shù):2577 更新時間:2011-08-01
  (提供:北京高維精誠科技有限公司)  
  一、引言
  
  隨著城市發(fā)展以及人民生活水平的不斷提高,城市污水排放量也在逐年增加,這給城市環(huán)境造成了嚴(yán)重污染,基于此需求,各地都在積極建設(shè)污水處理廠,以實(shí)現(xiàn)城市可支持性發(fā)展、美化和治理城市環(huán)境。本文以一個污水處理廠為例,結(jié)合工藝流程,介紹污水處理廠實(shí)施自動化控制的解決方案。該污水處理廠采用水解-SBR(UNITANK)好氧處理工藝,一期工程進(jìn)口預(yù)處理段提升泵站配水井、變配電系統(tǒng)、集泥池濃縮池按二期12萬立方米/日的處理能力裝備。水解池、SBR池按6萬立方米/日的處理能力先上一組。鼓風(fēng)機(jī)、脫水機(jī)各先上兩臺。二期工程再上6萬立方米/日處理能力的一組水解池、SBR池及各兩臺鼓風(fēng)機(jī)、脫水機(jī)。
  
  二、工藝及系統(tǒng)要求
  
  整個系統(tǒng)分進(jìn)口預(yù)處理段提升泵站配水井、水解池和污泥處理、SBR反應(yīng)池和鼓風(fēng)機(jī)房、變配電系統(tǒng)及脫水機(jī)房、井房等四大部分組成。
  
  需要自動化控制的共有5個站,包括泵房、水解池、變電所、SBR池、鼓風(fēng)機(jī)房。泵房負(fù)責(zé)控制進(jìn)泥閥、出泥閥、潛污泵進(jìn)水閘、除砂機(jī)、格柵井和行走式吸砂、砂水分離裝置。北水解池負(fù)責(zé)控制14個排泥閥。變電所負(fù)責(zé)監(jiān)測高、低壓系統(tǒng)的相關(guān)電壓、電流、有功和無功等模擬量信號,進(jìn)行效益核算。SBR池負(fù)責(zé)控制整個好氧工藝的流程。鼓風(fēng)機(jī)房負(fù)責(zé)控制鼓風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開度并監(jiān)測鼓風(fēng)機(jī)的各個重要參數(shù)。同時在中控室,上位機(jī)軟件要實(shí)時反映各個工段的具體情況,包括設(shè)備的各種狀態(tài)、各種儀表的數(shù)據(jù)和工藝的設(shè)定參數(shù)等等,計(jì)算和查詢各種參量,例如溫度,液位,PH值,泥位值,多普勒流量計(jì)等,可以讓操作員進(jìn)行分析并能在上位控制現(xiàn)場的各個設(shè)備。
  
  拓?fù)鋱D如下:

  
  三、自動控制系統(tǒng)的實(shí)施
  
  考慮使整個系統(tǒng)更加靈活安全,將整個系統(tǒng)控制分三層:*層現(xiàn)場手動,第二層上位機(jī)監(jiān)控軟件控制,第三層上位機(jī)脫網(wǎng)PLC自動運(yùn)行。現(xiàn)場手動--便于設(shè)備的維護(hù)和調(diào)試,當(dāng)某個設(shè)備切換到現(xiàn)場手動模式下,該設(shè)備就不受和PLC的控制,只接受現(xiàn)場的操作命令;上位機(jī)監(jiān)控軟件手動控制--有利于調(diào)度室的操作,可以針對每個設(shè)備,讓它脫離PLC的自動運(yùn)行狀態(tài),由中控室的計(jì)算機(jī)直接對其進(jìn)行操作。PLC自動運(yùn)行—對現(xiàn)場所有設(shè)備進(jìn)行自動控制,它負(fù)責(zé)整個污水處理工藝的控制,并且對故障,也會有響應(yīng)。即使PLC和上位機(jī)脫離了通訊,它也能自己安全的工作。
  
  根據(jù)以上的需求,硬件我們選用西門子的S7-300系列PLC,變頻器和軟啟動器,軟件選用通用監(jiān)控軟件。考慮到有5個控制站和通訊的數(shù)據(jù)量大,而且各個站之間有一定的距離,zui遠(yuǎn)的站到中控室有300米,所以采用了Profibus-DP和Profibus-FMS相結(jié)合的現(xiàn)場總線,既可以保證數(shù)據(jù)的高速傳輸,也可以實(shí)現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)的完整性。采用變頻器與軟起動器組合運(yùn)行拖動潛污泵電機(jī),追蹤液位,保證液位恒定與設(shè)定值一致。
  
  中控室由一臺PC機(jī)完成操作員站、工程師站的任務(wù),平時以值班長、操作員操作為主,操作員應(yīng)在授權(quán)后才能進(jìn)入操作。工程師能打開相應(yīng)的功能設(shè)定界面,其他人不得進(jìn)入該層面。操作員站采用八屏多屏顯示,可任意調(diào)入各運(yùn)行圖,并可自動翻屏,翻屏的時間可調(diào)(默認(rèn)為15分鐘)。在公司中心調(diào)度室設(shè)一個遠(yuǎn)程監(jiān)控站,利用市話線路采用撥號方式與污水廠中控室通訊,該站采用四屏多屏顯示,可實(shí)現(xiàn)撥號時間間隔設(shè)定、可任意調(diào)入各運(yùn)行圖,并可自動翻屏,翻屏的時間可調(diào)。
  
  用戶界面以平面圖形式為主,局部反映一些剖面,與相應(yīng)畫面有關(guān)的功能(手動自動、運(yùn)行狀態(tài)設(shè)定、時間設(shè)定、參數(shù)設(shè)定、上下限、報警等)。報警信息、自動運(yùn)行條件能否滿足的信息及解析方案可以即時彈出,并有語音提示。運(yùn)行狀態(tài)表中反映主要設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)、機(jī)泵電流電壓、現(xiàn)場儀表的參數(shù)、累計(jì)值(電量、水量、泥量、氣量等)、綜合運(yùn)行參數(shù)(單位提水電耗、單位供氣電耗、全廠處理單位水的電耗等)。界面主要包括:污水處理廠自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,污水處理廠工藝流程圖,污水處理廠廠區(qū)平面圖(動態(tài)),進(jìn)水預(yù)處理段、泵房運(yùn)行平面圖(動態(tài)),水解池、污泥處理運(yùn)行平面圖(動態(tài)),SBR池、鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行平面圖(動態(tài)),脫水機(jī)房、井房運(yùn)行平面圖(動態(tài)),高低壓配電平面圖(動態(tài)),污水處理廠運(yùn)行狀態(tài)總表(動態(tài)),進(jìn)水預(yù)處理段、泵房運(yùn)行狀態(tài)表(動態(tài)),水解池、污泥處理運(yùn)行狀態(tài)表(動態(tài)),SBR池、鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)表(動態(tài)),變電所、脫水機(jī)房、井房運(yùn)行狀態(tài)表(動態(tài))。
  
  四、總述
  
  整個自控系統(tǒng)很好地實(shí)現(xiàn)了建廠之初的設(shè)想,已順利運(yùn)行,穩(wěn)定性和方便性經(jīng)歷了考驗(yàn)。已經(jīng)達(dá)到即使無人值班的情況下,也可正常運(yùn)行。因?yàn)椴捎昧藰?biāo)準(zhǔn)Profibus總線和成熟的方案技術(shù),使系統(tǒng)日后擴(kuò)充和維護(hù)方便得到保證。以上對整個系統(tǒng)做了介紹,希望能起到拋磚引玉的作用,給其他的污水處理項(xiàng)目提供一個選擇方案。

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