污水處理廠自動化系統(tǒng)
一、污水廠系統(tǒng)設(shè)計
污水調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)對各個泵房站工藝參數(shù)、電氣參數(shù)、設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控，控制、連鎖、報警、以及報表的打印。通過使用調(diào)度中心和各個工藝站以之間的通訊連接，完成這個污水調(diào)度系統(tǒng)的實現(xiàn)。
這個系統(tǒng)由調(diào)度中心、通訊網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場傳動和控制柜三部分組成�，F(xiàn)場的控制和傳動柜負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集以及協(xié)調(diào)工藝系統(tǒng)的運(yùn)行。在通訊網(wǎng)絡(luò)的支撐下，通過網(wǎng)絡(luò)接口將數(shù)據(jù)及設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等傳遞到調(diào)度中心。同時協(xié)調(diào)調(diào)度監(jiān)控并對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、打印、報警等。以及在這個基礎(chǔ)上的現(xiàn)場和調(diào)度之間的指令配合。
中央調(diào)度中心設(shè)于綜合樓中控室�，F(xiàn)場一般設(shè)置三個子站，分別是進(jìn)水泵房、鼓風(fēng)機(jī)泵房、污泥濃縮脫水機(jī)房等。全廠通過通訊網(wǎng)絡(luò)分為二級，即第一級為中控制監(jiān)管，現(xiàn)場到調(diào)度中心采用以太網(wǎng)光纖環(huán)網(wǎng)；第二級為數(shù)據(jù)傳輸級，為現(xiàn)場控制站到現(xiàn)場設(shè)備之間的電纜連接。
污水處理廠的自動化系統(tǒng)的控制方式包括：本地手動控制、本地自動控制、檢修模式、遠(yuǎn)程自動控制等幾種方式。
（1） 調(diào)度中心
污水監(jiān)控中心主要由數(shù)據(jù)服務(wù)器，操作員站，工程師站，通訊網(wǎng)關(guān)，大屏幕、以太網(wǎng)交換機(jī)、防火墻、打印機(jī)、UPS電源等組成。
（2） 現(xiàn)場控制系統(tǒng)
現(xiàn)場的控制柜主要有PLC、顯示屏幕來組成。彩色的顯示屏幕主要是來完成各種監(jiān)控畫面、數(shù)據(jù)采集的顯示、設(shè)定參數(shù)等。PLC可以采用冗于的控制器。PLC本身帶多種通訊協(xié)議的接口。包括的工藝：
1．粗細(xì)格柵控制
格柵控制通常情況下是采用時間和液位差兩種控制模式的。正常的情況下，我們根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的時間間隔及持續(xù)的時間運(yùn)行，當(dāng)格柵前后的液位差大于設(shè)定時，格柵除污機(jī)連續(xù)運(yùn)行，直到液位差小到相關(guān)的要求的時候恢復(fù)正常的操作。
2．提升泵
根據(jù)水池的液位自動控制變頻的頻率。水池液位過低停泵。每一臺泵的啟動和總的運(yùn)行時間要均衡。上位機(jī)實時監(jiān)控泵的運(yùn)行情況。
3．氧化溝
現(xiàn)場的PLC控制器，根據(jù)氧化溝內(nèi)的溶解氧的含量采取一定的算法來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)蝶的運(yùn)行及其轉(zhuǎn)速，并控制推進(jìn)器刮泥橋的運(yùn)行。
4．污泥脫水
污泥脫水機(jī)以及輔機(jī)由污泥脫水機(jī)控制器，并且協(xié)調(diào)污泥泵、加藥裝置、投配泵聯(lián)動運(yùn)行。
5．鼓風(fēng)機(jī)
鼓風(fēng)機(jī)根據(jù)其出口氣體的信號，氧化溝的溶解氧能力為輔助信號，根據(jù)負(fù)荷的大小來自動調(diào)節(jié)閥門的開啟程度。
（3） 通訊網(wǎng)絡(luò)
通訊網(wǎng)絡(luò)是整個污水的核心部分。各個工藝站通過通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)形成一個“環(huán)”型統(tǒng)一的整體。來實現(xiàn)集中的監(jiān)控、調(diào)度、控制等。基本上采用光纖的方式來完成網(wǎng)絡(luò)的整體協(xié)調(diào)的。
（4）數(shù)據(jù)管理
可以通過C/S或B/S的結(jié)構(gòu)來完成數(shù)據(jù)的傳遞，利用調(diào)度中心的數(shù)據(jù)服務(wù)器實時采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存儲完以后來傳遞給對應(yīng)的客戶端。在客戶端可以通過相關(guān)的軟件來完成數(shù)據(jù)的顯示，打印。以及利用先進(jìn)的B/S結(jié)構(gòu)完成在線的實時的數(shù)據(jù)顯示查看。同時也可以采用WEB發(fā)布的方式來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的瀏覽數(shù)據(jù)。
二、典型方案
三、案例分析
（1）工程地點：河北晉州市污水處理廠工程
（2）實施階段：2009年9月-2009年11月
（3）工程概況：
晉州市污水處理廠工程是2009年我公司承接的污水處理自動化工程之一，其設(shè)計規(guī)模一期為3萬立方米/天，總建筑規(guī)模為6萬立方米/天。本工程主要工藝采用A/A/O處理工藝，工藝流程圖如下：
市政污水管網(wǎng) 粗格柵 提升泵站 細(xì)格柵 曝氣沉砂池
C
水解調(diào)節(jié)池 初沉池 A/A/O生化池 二沉池 曝氣生物濾池
污泥回流 污泥回流 PAC
Fe
接觸消毒池 達(dá)標(biāo)排放
該工程自控系統(tǒng)方案設(shè)計是我公司根據(jù)其工藝特點，采用集中管理和分散采集、控制的計算機(jī)監(jiān)視、控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由中控室和現(xiàn)場采集控制站二級組成。系統(tǒng)集計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通訊技術(shù)以及顯示技術(shù)于一體，通過100M工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)將中央級上位監(jiān)控站和現(xiàn)場子站相連，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星形連接，實現(xiàn)集中監(jiān)測管理和分散采集、控制，體現(xiàn)了分散、易于管理、節(jié)約成本、便于維護(hù)現(xiàn)代控制系統(tǒng)特點，實現(xiàn)了信息、調(diào)度、管理集中與控制功能合理分散。
根據(jù)全廠總平面布置圖和工藝特點共設(shè)3個現(xiàn)場站，4個現(xiàn)場子站，配置可編程邏輯控制器ABB公司的AC500系列主站PLC和通過CS31通訊協(xié)議連接AC31系列的子站PLC，主要工藝設(shè)備全部采用現(xiàn)場機(jī)旁控制和PLC自動控制兩種方式，對粗格柵及進(jìn)水泵站、細(xì)格柵、旋流沉淀池、生化工序、污泥回流、脫水機(jī)房、加氯間、檢測分析儀表、電量參數(shù)等站點設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、自動化控制等操作。在數(shù)據(jù)處理上，實現(xiàn)各類報表查詢、打印，數(shù)據(jù)分析等功能。
晉州污水處理廠投產(chǎn)以來，自動化程度達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平，污水處理達(dá)到一級A類排放標(biāo)準(zhǔn)，是新型現(xiàn)代化污水處理廠。
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