污水廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)技術(shù)方案76p

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1 概述
根據(jù)貴州省獨(dú)山縣城市總體規(guī)劃，通過(guò)對(duì)污水量的預(yù)測(cè)，并結(jié)合城市發(fā)展前景，確定污水處理廠建設(shè)規(guī)模為：設(shè)計(jì)規(guī)模0.6萬(wàn)m3/d。根據(jù)污水量和投資狀況，我方在進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)時(shí)，將全廠作為一個(gè)整體來(lái)考慮，并可方便地?cái)U(kuò)展或升級(jí)。系統(tǒng)選用符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，其技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)開(kāi)放，能夠長(zhǎng)期提供技術(shù)支持、備品備件有保障。同時(shí)，還充分考慮經(jīng)濟(jì)適用性、節(jié)省投資和與遠(yuǎn)期工程的銜接，與遠(yuǎn)期公用的控制子站，控制點(diǎn)數(shù)一次考慮，遠(yuǎn)期獨(dú)立的部分另設(shè)控制子站或遠(yuǎn)程控制單元。
本污水廠自控系統(tǒng)采用“集中管理、分散控制、數(shù)據(jù)共享”的分層、分布式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，符合當(dāng)前工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)全廠工藝參數(shù)及設(shè)備集中監(jiān)測(cè)和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制。
系統(tǒng)包括：滿足要求的控制系統(tǒng)硬件設(shè)備、監(jiān)控和編程軟件、輔助裝置以及操作臺(tái)、控制箱柜等。
1.1 設(shè)計(jì)原則
集中管理、分散控制、數(shù)據(jù)共享；
具有高度的開(kāi)放性、可靠性、穩(wěn)定性和安全性；
具有較強(qiáng)的兼容性、擴(kuò)充性、可擴(kuò)展性；
易于操作使用、可修改；
所有標(biāo)志性、提示性、警告性、顯示性的部分采用中文簡(jiǎn)體。
自控儀表系統(tǒng)必須在充分考慮本工程污水處理工藝特性的基礎(chǔ)上，按照具有先進(jìn)技術(shù)水平的現(xiàn)代化污水處理廠進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)方案中，既要考慮操作、管理水平的先進(jìn)性，同時(shí)也考慮到高新技術(shù)應(yīng)用的合理性、經(jīng)濟(jì)性，在保證生產(chǎn)管理要求的前提下，盡可能節(jié)約投資，獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，并能保證系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定高效地運(yùn)行。
1.2 自動(dòng)化系統(tǒng)功能綜述
根據(jù)貴州省獨(dú)山縣污水處理廠工程污水廠0.6m3/d的設(shè)計(jì)規(guī)模和BAF工藝的特點(diǎn)，本著技術(shù)先進(jìn)，性價(jià)比高，實(shí)用可靠的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。依據(jù)集中監(jiān)測(cè)為主，分散控制為輔的基本原則，本工程采用PLC（可編程控制器）為基礎(chǔ)的監(jiān)測(cè)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在中央控制室利用PC（工業(yè)級(jí)PC）機(jī)對(duì)廠內(nèi)各工況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并有信號(hào)報(bào)警和聯(lián)鎖等設(shè)施以保證生產(chǎn)正常運(yùn)行。生產(chǎn)的過(guò)程自動(dòng)控制采用獨(dú)立控制，即設(shè)備控制層PLC各個(gè)子站與上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)相互獨(dú)立，可以不依靠上位機(jī)獨(dú)立運(yùn)行，保證了生產(chǎn)過(guò)程的獨(dú)立性和安全性。
本方案采用的集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案滿足如下要求：
（1） 根據(jù)工藝流程及設(shè)備運(yùn)行要求配置儀表、檢測(cè)裝置，建立監(jiān)控系統(tǒng)；
（2） 采用分散控制，集中管理的方式，建立污水處理廠中央控制系統(tǒng)，管理整個(gè)污水處理廠的運(yùn)行；
（3） 中控系統(tǒng)采用具有開(kāi)放的符合TCP/IP協(xié)議的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，并可以與管理系統(tǒng)以及與上級(jí)系統(tǒng)和周邊系統(tǒng)鏈接；
（4） 主要機(jī)械設(shè)備的控制采用就地控制、現(xiàn)場(chǎng)控制、中央控制的三層控制模式，現(xiàn)場(chǎng)控制站設(shè)置PLC及控制操作人機(jī)界面；
（5） 其它設(shè)備采用現(xiàn)場(chǎng)控制、中央控制的兩層控制模式；
（6） 在每個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)處設(shè)置基于PLC的智能控制裝置，各PLC之間及PLC與中央控制系統(tǒng)之間以高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)——光纖EtherNet（以太網(wǎng)）連接。
污水處理廠工程自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的以下基本功能：
（1）具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)全廠的生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)（如流量、液位等）、水質(zhì)參數(shù)（如PH值、SS、DO等）、電量參數(shù)（如電流、電壓、功率因數(shù)、有功電度、無(wú)功電度等），并對(duì)其進(jìn)行采集、處理、儲(chǔ)存、顯示和打印；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)全廠主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)（如格柵機(jī)、提升泵、鼓風(fēng)機(jī)、閥門等），并對(duì)其信號(hào)進(jìn)行采集顯示。對(duì)污水廠重要設(shè)備（如提升泵、鼓風(fēng)機(jī)、閥門等）的開(kāi)/關(guān)次數(shù)和運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行累計(jì)并生成設(shè)備管理報(bào)表，使用戶能夠科學(xué)合理的安排生產(chǎn)設(shè)備檢修時(shí)間。
（2）全自動(dòng)控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（如格柵機(jī)、提升泵、鼓風(fēng)機(jī)、閥門等）。
（3）在中控室可以實(shí)現(xiàn)對(duì)全廠設(shè)備和儀器儀表的監(jiān)測(cè)和控制。
（4）上位機(jī)采用全中文操作界面。界面友好美觀，操作簡(jiǎn)便易學(xué)，響應(yīng)迅速，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示過(guò)程參數(shù)、水質(zhì)參數(shù)、電氣參數(shù)的趨勢(shì)圖；可以動(dòng)態(tài)顯示全廠生產(chǎn)工藝流程圖和各工藝單元流程圖，并且可以在流程圖上選擇彈出多級(jí)細(xì)部詳圖。具有自動(dòng)生成各種生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表。
（5）具有自動(dòng)進(jìn)行越限報(bào)警和設(shè)備故障報(bào)警，并可根據(jù)相應(yīng)的報(bào)警數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。具有故障追憶功能，能夠自動(dòng)記錄系統(tǒng)或某臺(tái)設(shè)備故障前和故障過(guò)程中的狀態(tài)信息。
（6）本自控系統(tǒng)具有以下三種控制方式
手動(dòng)模式：通過(guò)就地控制箱或MCC上的按鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的啟停操作，這種操作模式主要在單機(jī)調(diào)試、單機(jī)檢修或非正常情況下常用。
遙控模式：操作人員通過(guò)操作面板或中控系統(tǒng)操作站的監(jiān)控畫(huà)面用鼠標(biāo)器或鍵盤來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，也稱為“半自動(dòng)控制”，主要是指操作人員通過(guò)對(duì)受控對(duì)象（系統(tǒng)或過(guò)程）的某一環(huán)節(jié)或設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)單的參數(shù)設(shè)定或發(fā)出控制指令，這一環(huán)節(jié)或設(shè)備即按照控制要求執(zhí)行控制，操作人員只需查看其狀態(tài)以及有無(wú)報(bào)警顯示等。如鼓風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程風(fēng)量調(diào)整、提升泵房的一步化控制等。根據(jù)操作人員是否在受控系統(tǒng)或過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)來(lái)看，半自動(dòng)控制有遠(yuǎn)程（通過(guò)中央控制室操作員站上實(shí)現(xiàn)）和就地（通過(guò)PLC控制柜上的人機(jī)界面觸摸屏上實(shí)現(xiàn)）兩種操作方式。
自動(dòng)方式：也稱為“全自動(dòng)控制”，主要是指操作人員通過(guò)對(duì)受控對(duì)象（系統(tǒng)或過(guò)程）的關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)定或發(fā)出控制指令，系統(tǒng)或過(guò)程即按照要求進(jìn)行閉環(huán)自動(dòng)控制，操作人員只需觀察系統(tǒng)或過(guò)程的狀態(tài)以及有無(wú)報(bào)警顯示等。例如全自動(dòng)粗格柵機(jī)控制、提升泵房的機(jī)組優(yōu)化控制、BAF生化處理池自動(dòng)控制等。根據(jù)操作人員是否在受控系統(tǒng)或過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)來(lái)看，全自動(dòng)控制有遠(yuǎn)程（通過(guò)中央控制室操作員站上實(shí)現(xiàn)）和就地（通過(guò)PLC控制柜上的人機(jī)界面觸摸屏上實(shí)現(xiàn)）兩種操作方式。
三種方式的控制級(jí)別由高到低為：手動(dòng)控制、遙控控制、自動(dòng)控制。