新疆城市污水處理廠自動控制系統

自動控制 控制系統 污水處理廠 自動控制系統    時間:2014-03-11 15:23:51
新疆城市污水處理廠自動控制系統簡介
     一、引言隨著城市發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,這給城市環境造成了嚴重污染,基於此……
新疆城市污水處理廠自動控制系統正文
  

一、引言

隨著城市發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,這給城市環境造成了嚴重污染,基於此需求,各地都在積極建設污水處理廠,以實現城市可支持性發展、美化和治理城市環境。本文以一個污水處理廠為例,結合工藝流程,介紹污水處理廠實施自動化控制的解決方案。該污水處理廠採用水解-SBR(UNITANK)好氧處理工藝,一期工程進口預處理段提升泵站配水井、變配電系統、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。鼓風機、脫水機各先上兩台。二期工程再上6萬立方米/日處理能力的一組水解池、SBR池及各兩台鼓風機、脫水機。

二、工藝及系統要求

整個系統分進口預處理段提升泵站配水井、水解池和污泥處理、SBR反應池和鼓風機房、變配電系統及脫水機房、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、鼓風機房。泵房負責控制進泥閥、出泥閥、潛污泵進水閘、除砂機、格柵井和行走式吸砂、砂水分離裝置。北水解池負責控制14個排泥閥。變電所負責監測高、低壓系統的相關電壓、電流、有功和無功等模擬量信號,進行效益核算。SBR池負責控制整個好氧工藝的流程。鼓風機房負責控制鼓風機導葉開度並監測鼓風機的各個重要參數。同時在中控室,上位機軟體要實時反映各個工段的具體情況,包括設備的各種狀態、各種儀錶的數據和工藝的設定參數等等,計算和查詢各種參量,例如溫度,液位,PH值,泥位值,多普勒流量計等,可以讓操作員進行分析並能在上位控制現場的各個設備。

拓撲圖如下:

三、自動控制系統的實施

考慮使整個系統更加靈活安全,將整個系統控制分三層:第一層現場手動,第二層上位機監控軟體控制,第三層上位機脫網PLC自動運行。現場手動--便於設備的維護和調試,當某個設備切換到現場手動模式下,該設備就不受和PLC的控制,只接受現場的操作命令;上位機監控軟體手動控制--有利於調度室的操作,可以針對每個設備,讓它脫離PLC的自動運行狀態,由中控室的計算機直接對其進行操作。PLC自動運行—對現場所有設備進行自動控制,它負責整個污水處理工藝的控制,並且對故障,也會有響應。即使PLC和上位機脫離了通訊,它也能自己安全的工作。

根據以上的需求,硬體我們選用西門子的S7-300系列PLC,變頻器和軟啟動器,軟體選用通用監控軟體。考慮到有5個控制站和通訊的數據量大,而且各個站之間有一定的距離,最遠的站到中控室有300米,所以採用了Profibus-DP和Profibus-FMS 相結合的現場匯流排,既可以保證數據的高速傳輸,也可以實現大容量數據的完整性。採用變頻器與軟起動器組合運行拖動潛污泵電機,追蹤液位,保證液位恆定與設定值一致。

中控室由一台PC機完成操作員站、工程師站的任務,平時以值班長、操作員操作為主,操作員應在授權后才能進入操作。工程師能打開相應的功能設定界面,其他人不得進入該層面。操作員站採用八屏多屏顯示,可任意調入各運行圖,並可自動翻屏,翻屏的時間可調(默認為15分鐘)。在公司中心調度室設一個遠程監控站,利用市話線路採用撥號方式與污水廠中控室通訊,該站採用四屏多屏顯示,可實現撥號時間間隔設定、可任意調入各運行圖,並可自動翻屏,翻屏的時間可調。

用戶界面以平面圖形式為主,局部反映一些剖面,與相應畫面有關的功能(手動自動、運行狀態設定、時間設定、參數設定、上下限、報警等)。報警信息、自動運行條件能否滿足的信息及解析方案可以即時彈出,並有語音提示。運行狀態表中反映主要設備的開關狀態、機泵電流電壓、現場儀錶的參數、累計值(電量、水量、泥量、氣量等)、綜合運行參數(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結構圖,污水處理廠工藝流程圖,污水處理廠廠區平面圖(動態),進水預處理段、泵房運行平面圖(動態),水解池、污泥處理運行平面圖(動態),SBR池、鼓風機運行平面圖(動態),脫水機房、井房運行平面圖(動態),高低壓配電平面圖(動態),污水處理廠運行狀態總表(動態),進水預處理段、泵房運行狀態表(動態),水解池、污泥處理運行狀態表(動態),SBR池、鼓風機運行狀態表(動態),變電所、脫水機房、井房運行狀態表(動態)。

四、總述

整個自控系統很好地實現了建廠之初的設想,已順利運行,穩定性和方便性經歷了考驗。已經達到即使無人值班的情況下,也可正常運行。因為採用了國際標準Profibus匯流排和成熟的方案技術,使系統日後擴充和維護方便得到保證。以上對整個系統做了介紹,希望能起到拋磚引玉的作用,給其他的污水處理項目提供一個選擇方案。

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