污水處理自動化控制系統(tǒng)
1.1 項目概況
根據(jù)污水處理廠工藝要求,在污水處理廠配置必要的檢測儀表、可編程控制器(PLC) 、工業(yè) PC 機和通信系統(tǒng),并構(gòu)成計算機測控管理系統(tǒng)。根據(jù)工程工藝要求，在各個工藝段配置必要的檢測儀表進行關(guān)鍵工藝的檢測；利用可編程控制器對各種設備進行有序控制，使各種工藝按要求執(zhí)行；通過通信系統(tǒng)在工業(yè) PC 機上，設置體現(xiàn)各種設備、儀表參數(shù)的圖形控制畫面，從而構(gòu)成計算機測控管理系統(tǒng)。
1.2 整體設計要求
中央控制系統(tǒng)；
根據(jù)工藝流程，配置必要的各類在線檢測儀表；
根據(jù)設備運行、控制要求，構(gòu)成集中管理分散控制的分布式集散系統(tǒng)；
各類檢測儀表型號的傳輸和顯示以及與當?shù)丨h(huán)保局監(jiān)控平臺數(shù)據(jù)對接
1.3 工藝設計要求
污水處理廠自控工程的儀表及測控系統(tǒng)滿足下列要求：
高可靠性，保證系統(tǒng)的高穩(wěn)定性是本系統(tǒng)的特點之一；
高先進性，應選擇技術(shù)先進、性能價格高、有潛力的集散控制系統(tǒng)；
高容量，合適的精度和數(shù)據(jù)傳輸速率，能容納各種輸入信號；
靈活的擴展，能隨供水工程規(guī)模的擴建而擴容；
對污水的運行處理參數(shù)及水質(zhì)情況進行檢測；
對污水廠的主要處理設備運行情況進行監(jiān)測；
對污水廠的主要設備進行運行控制。
1.4 污水工藝介紹
1.4.1 污水處理工藝流程圖
1.4.2 常規(guī)污水處理工藝表
1.5 自動控制系統(tǒng)解決方案
污水處理廠控制系統(tǒng)由中央控制站、PLC 控制站以及通訊網(wǎng)絡構(gòu)成，如下如圖所示。中央監(jiān)控站設在污水處理廠綜合辦公樓中心控制室,主要包括：監(jiān)控計算機、管理計算機、模擬屏、UPS 電源、報表打印機、報警打印機、光纖交換機等。PLC 站分別設在污水處理廠及各工藝區(qū)現(xiàn)場，主要由機柜、PLC 可編程控制器，操作面板以及網(wǎng)絡接口等組成。通過采用以太網(wǎng)為主干網(wǎng)，網(wǎng)絡通訊介質(zhì)為光纖。
1.6.1 計算機監(jiān)控系統(tǒng)功能
（1）中央監(jiān)控站的功能
中控室通過組態(tài)監(jiān)控軟件,實現(xiàn)對 PLC 站的監(jiān)控，采用上位機監(jiān)控軟件可實現(xiàn)以下功能：
通過通訊網(wǎng)絡與現(xiàn)場 PLC 控制站進行數(shù)據(jù)通訊，采集過程信息。
動態(tài)顯示整個工藝流程的總貌圖、分貌圖。
動態(tài)顯示設備的各種狀態(tài)與各種參數(shù)值，提供操作指導。
故障報警及處理顯示記錄，并進行統(tǒng)計分析，打印存儲等報警處理。
設備的參數(shù)設置及遠程操作控制。
各種參數(shù)的分類分組處理。
各種參數(shù)的柱型圖、扇形、趨勢圖。
通過配置 EXCEL、ACCESS 可以實現(xiàn)建立歷史數(shù)據(jù)庫，對各種數(shù)據(jù)進行建檔分析和處理，編輯輸出各種所需的生產(chǎn)報表。
監(jiān)控計算機和管理計算機采用相同的軟、硬件配置，在正常情況下各自分擔不同的工作。
監(jiān)控計算機負責生產(chǎn)工藝過程的實時監(jiān)控，管理計算機負責數(shù)據(jù)處理和編輯輸出生產(chǎn)報表。當其中一臺機故障時，可由另一臺機替代。
在中心控制站設置一面 4.0*2.5M 的顯示屏可以顯示全廠的工藝流程，通過燈光，實時動態(tài)顯示各構(gòu)筑物內(nèi)的設備運行情況，并有重要參數(shù)的模擬儀表顯示。故障通過指示燈發(fā)出聲光報警。
（2）PLC 控制站的功能
PLC 控制站設置在各區(qū)域控制室，控制站配有通訊接口，與中央監(jiān)控工作站數(shù)據(jù)交換，PLC控制站內(nèi)駐留有應用程序，并配有操作員面板，可獨立于中央監(jiān)控工作站進行監(jiān)控，以確保系統(tǒng)的安全可靠。根據(jù)污水廠的工藝布局及電氣 MCC 柜設置情況，共設有 5 個 PLC 控制站，用于實現(xiàn)各功能單元的數(shù)據(jù)采集和設備控制。
對生物氧化溝內(nèi)溶解氧濃度及液位，生物選擇內(nèi)溶解氧濃度及液位，泵出口壓力，變配電設備的狀態(tài)數(shù)據(jù)和電量數(shù)據(jù)采集；對生物加氯間氧化溝內(nèi)潛水攪拌器、曝氣機，出水調(diào)節(jié)堰板，選擇池內(nèi)潛水攪拌器，出水調(diào)節(jié)堰板等設備進行狀態(tài)檢測和控制。對均質(zhì)池液位，脫水機進泥量、加藥量，廠區(qū)污水泵房液位，剩余污泥量，回流污泥量，泵出口壓力等參數(shù)檢測；
對均質(zhì)池攪拌器、污泥投配泵、濃縮脫水機、螺旋輸送機、沖洗泵、攪拌裝置、潛污泵、螺桿泵、投藥泵等設備進行狀態(tài)檢測和控制。
1.6.2 檢測儀表的設置
為了掌握工藝運行情況，控制水質(zhì)指標以及生產(chǎn)管理需要，設置以下檢測儀表。
1.6.3 組態(tài)軟件
本項目自控系統(tǒng)組態(tài)界面由若干個畫面組成：總畫面（污水處理工藝）、各系統(tǒng)工藝圖、報警窗口等。為增加畫面的可讀性和可觀賞性，主要畫面均采用平面圖形式，在畫面的相關(guān)位置顯示該設備的所有主要運行參數(shù)。設備的控制通過點擊該設備進入，
■ 總畫面：表現(xiàn)的是整個污水處理流程，在相關(guān)位置顯示水處理的各主要控制參數(shù)以及重要設備的主要控制參數(shù)，可以點擊進入各工藝畫面。
■ 各系統(tǒng)工藝圖：可直觀顯示各系統(tǒng)設備運行情況及配套儀表數(shù)據(jù)顯示
■ 報警窗口：當系統(tǒng)異常產(chǎn)生報警時，報警窗口跳出并顯示報警信息，中控室產(chǎn)生聲光報警信號，通過報警畫面按鈕進行消音。
■ 設備控制參數(shù)設定：參數(shù)設定時會檢查輸入?yún)?shù)是否正確（錯誤參數(shù)不能輸入）、參數(shù)有無正確下載至 PLC，如果出錯會報告操作人員。
■ 生產(chǎn)報表：分生產(chǎn)情況（設備運行參數(shù)）、生產(chǎn)統(tǒng)計兩種報表，并可以 EXCEL 文件格式自動存儲至指定文件夾，便于數(shù)據(jù)調(diào)閱。
■ 歷史：可查詢?nèi)珡S所有主要運行參數(shù)的歷史情況。為便于設備運行情況分析，可以在同一畫面下同時顯示設備的歷史運行情況與當前的運行情況以作對比。
■ 數(shù)據(jù)打印：通過配套打印機可自行打印生產(chǎn)報表、監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)等信息。
1.6.4 工程畫面事例
1、工藝總平面圖
2、初層池工藝
3、 生化池工藝
4、二層池及其它工藝
1. 實時監(jiān)控污水處理廠的運行狀況，并且根據(jù)情況及時地調(diào)節(jié)，以保證污水處理工藝的良好進行；
2. 可集中控制整個污水處理工藝自動過程，比如：加藥、曝氣、壓濾等處理環(huán)節(jié)，同時能夠自動對整個處理過程和處理情況進行監(jiān)測和控制；
3. 中控室可以采取有線方式來進行數(shù)據(jù)采集和控制，污水廠監(jiān)控各類數(shù)據(jù)如：液位、電氣設備的啟動、排放口水質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)等各類信號，并可以需要進行擴充；
4. 信號適用數(shù)據(jù)范圍廣，如：0-5V，4-20mA ,0-10V，脈沖信號，232/485 等類型；
5. 實時對污水廠進行監(jiān)控，對各類數(shù)據(jù)進行存儲；
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