蕪湖誠通自動化設(shè)備有限公司

某污水處理廠DCS與電力自動化監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)應(yīng)用案例

1 項目背景 

污水處理廠一期設(shè)計處理能力為日處理污水2.50萬立方米，本次項目改造在原一期工程處理規(guī)模的基礎(chǔ)上新增處理規(guī)模2.5萬立方米/日，采用AAO 深度處理組合工藝實現(xiàn)污水的深度處理。原廠區(qū)的污水處理自控系統(tǒng)采用西門子的PLC及軟件進行實施， PLC型號主要有200、300、Smart200等。由于畫面制作效果達不到業(yè)主要求，為了更好地滿足業(yè)主的要求，保證生產(chǎn)的連續(xù)性、可靠性和安全性，及時地了解和掌握污水深度處理過程各工藝階段的運行狀態(tài)并能及時地進行調(diào)整，將污水處理系統(tǒng)置于自動化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控之下。

2 項目建設(shè)亮點 

2.1 高可靠性與高穩(wěn)定性 

為確保系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定且可靠地運行，系統(tǒng)主干網(wǎng)采用環(huán)形冗余方案，以保證高可靠性。單一點的鏈路中斷不會造成網(wǎng)絡(luò)通訊的中斷；項目按照“集中管理，分散控制”的原則，保證工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的高可靠性與高穩(wěn)定性；廠區(qū)的工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)完全具備獨立運行的能力，監(jiān)控中心及現(xiàn)場監(jiān)控站具有完善的抗干擾、防雷等技術(shù)措施；具備冗余供電功能，在上位機發(fā)生故障或通信中斷時，現(xiàn)場監(jiān)控站亦可獨立完成下屬設(shè)備的基本監(jiān)控功能；除監(jiān)控中心外，其余車間級監(jiān)控分站核心監(jiān)控設(shè)備主要采用PLC，項目中所用到的PLC均采用冗余熱備，并具有自診斷（檢錯）與容錯功能。 

2.2  高開放性 

廠區(qū)工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)對用戶大限度的開放。今后，設(shè)備的增減、監(jiān)控方案的選取、系統(tǒng)的擴縮及系統(tǒng)的管理與日常維護等，用戶都可以在現(xiàn)有平臺下自行完成，無需代碼級的修改。 

2.3  操作的實用性和便捷性 

系統(tǒng)要求對廠區(qū)的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理，如記錄、歸檔、統(tǒng)計、查詢、打印等。不僅能滿足用戶快捷、清晰地了解廠各工藝的運行情況，同時可以直觀顯示故障報警點的位置與故障特征，操作員可通過鼠標(biāo)、鍵盤等設(shè)備的操作便可完成畫面切換、數(shù)據(jù)存儲、統(tǒng)計查詢和報表打印等各種操作。 

3 方案介紹 

污水深度處理廠DCS系統(tǒng)由監(jiān)控調(diào)度中心、車間級現(xiàn)場監(jiān)控分站組成，其中凈水間、提升泵房、送水泵房、鼓風(fēng)機房等現(xiàn)場設(shè)備現(xiàn)地控制采用傳感器及壓力變送器，使用按鈕進行控制，現(xiàn)場控制器采用西門子PLC。調(diào)度中心采用數(shù)據(jù)服務(wù)器、操作站、打印機等。控制模式為：格柵運行由格柵前后的水位差值來自動控制，但當(dāng)超過一定時限后轉(zhuǎn)由時間控制器控制。泵房污水泵的開啟根據(jù)集水池的水位值自動控制運行泵的輪值。計時累積及備用泵的自動投入均可自動選擇或人為重新設(shè)定。由各PLC控制設(shè)備開、停、各設(shè)備的聯(lián)動聯(lián)鎖。控制層又分手動和自控。手動控制是讓操作人員可以操作控制站PLC柜面板上的按鍵，手動控制設(shè)備的開停。自動控制是由PLC按一定程序進行自動控制。手動控制層具有優(yōu)先級，當(dāng)現(xiàn)場控制方式手柄置于“手動操作”時，可在現(xiàn)場控制柜上實現(xiàn)手動控制和檢修，控制柜需提供基本的控制聯(lián)鎖或聯(lián)動。 

3.1 系統(tǒng)部署架構(gòu) 

3.2 應(yīng)用軟件部署 

監(jiān)控調(diào)度中心采用力控plc監(jiān)控現(xiàn)場主要設(shè)備的運行參數(shù)。其中兩臺服務(wù)器互為備份作為調(diào)度中心數(shù)據(jù)服務(wù)器。現(xiàn)場設(shè)備運行工況信號與工藝參數(shù)的采集、檢測和監(jiān)控。中心針對各級監(jiān)控管理人員設(shè)置操作站實現(xiàn)通過各級別操作人員的人機界面監(jiān)控系統(tǒng)運行狀態(tài)，適時對設(shè)備進行操作。 

監(jiān)控調(diào)度中心與各現(xiàn)地站之間采用工業(yè)以太網(wǎng)交換機組成主干環(huán)形光纖工業(yè)以太網(wǎng)，采用TCP/IP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)，以保證通信的可靠性和較好的適應(yīng)性。各分站PLC采用以太網(wǎng)通訊模塊連接以太網(wǎng)，上位機通過網(wǎng)卡連接至以太網(wǎng)。 

調(diào)度中心軟件要實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控，包括液位的測量和超高、超低報警；水泵的運行狀態(tài)、手動/自動狀態(tài)、常用/備用狀態(tài)、故障報警；電動閥門的閥位（調(diào)解閥）、運行狀態(tài)和故障報警，閥門的啟閉應(yīng)設(shè)有超時檢驗功能；大型水泵的出水壓力、軸承溫度、繞組溫度、運行狀態(tài)和電氣、機械綜合故障；低壓側(cè)各母線段的電量監(jiān)視和失壓、過電壓、過電流報警；各主要進線開關(guān)的狀態(tài)和故障跳閘報警；電源狀態(tài)和備用電源的切換情況；變壓器的運行狀態(tài)和高溫報警；各饋線的狀態(tài)監(jiān)視、主要饋線的電量監(jiān)視和跳閘報警。 

4 系統(tǒng)運行界面 

總工藝流程 

進水沉砂池 

出水消毒 

二沉池 

除臭增壓 

厭氧缺氧池 

脫水機房 

報警配置 

報警事件查詢 

5 方案總結(jié) 

自控系統(tǒng)應(yīng)用后運行安全穩(wěn)定，便于操作、易于維護。出水水質(zhì)可達到A級排放標(biāo)準(zhǔn)，水廠DCS系統(tǒng)實現(xiàn)了對現(xiàn)場工況的展示，達到了業(yè)主對性能上的需求，自動化水平達到了國內(nèi)水平。為水廠節(jié)省了大部分的設(shè)備維修開支，減輕工人勞動強度、降低生產(chǎn)成本、具有很強的經(jīng)濟效益。