前言
近jin年nian來lai，伴ban隨sui著zhe我wo國guo經jing濟ji快kuai速su增zeng長chang，珠zhu江jiang三san角jiao洲zhou等deng城cheng鎮zhen密mi集ji地di區qu的de發fa展zhan迎ying來lai了le前qian所suo未wei有you的de機ji遇yu期qi，而er工gong業ye化hua進jin展zhan的de同tong時shi也ye引yin發fa了le供gong水shui緊jin張zhang與yu水shui體ti汙wu染ran等deng問wen題ti，甚shen至zhi發fa生sheng了le嚴yan重zhong的de“生態危機”事件，經濟發展與資源環境的矛盾日趨尖銳，亟待解決。
根據廣東省的發展規劃，在“十一五”期間廣東經濟欠發達地區——東西北地區要實現所有縣城都配備汙水處理設施。在此背景下，由省政府統一部署，廣東省廣業環保產業集團公司（簡稱“廣業環保集團”）承接了廣東省內經濟欠發達地區的一批汙水處理廠項目，其中的51個規模（日處理能力）在1~8萬噸的項目由廣州東芝白雲自動化係統有限公司（簡稱“東芝白雲”）提供電氣及自動化集成係統的設計、工程安裝和保養服務。
東芝白雲是廣州白雲電器設備有限公司、株式會社東芝、東芝（中國）有限公司共同投資設立的中外合資企業。公司作為西門子授權的係統集成商，自2004年成立以來就把與水環境相關的自動化業務作為主營目標，運用東芝集團多年積累的製造、集成、運營管理的經驗，結合西門子先進的電氣自動化產品為客戶提供符合我國國情的全套解決方案。
嚴峻考驗
2009年8月，東芝白雲在得到廣業環保集團負責的廣東省東西北部汙水處理廠自動化係統集成訂單後即麵臨了前所未有的嚴峻挑戰。多達51個汙水處理廠的龐大規模、對(dui)於(yu)出(chu)廠(chang)水(shui)質(zhi)必(bi)須(xu)達(da)標(biao)的(de)嚴(yan)苛(ke)要(yao)求(qiu)以(yi)及(ji)作(zuo)為(wei)標(biao)準(zhun)示(shi)範(fan)工(gong)程(cheng)的(de)重(zhong)大(da)影(ying)響(xiang)都(dou)給(gei)東(dong)芝(zhi)白(bai)雲(yun)施(shi)加(jia)了(le)前(qian)所(suo)未(wei)有(you)的(de)壓(ya)力(li)與(yu)考(kao)驗(yan)，項(xiang)目(mu)麵(mian)臨(lin)的(de)挑(tiao)戰(zhan)總(zong)結(jie)為(wei)以(yi)下(xia)兩(liang)點(dian)：
全廠控製係統的穩定性及易維護性
汙(wu)水(shui)處(chu)理(li)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)穩(wen)定(ding)運(yun)行(xing)及(ji)方(fang)便(bian)操(cao)作(zuo)維(wei)護(hu)是(shi)評(ping)價(jia)係(xi)統(tong)優(you)劣(lie)的(de)重(zhong)要(yao)條(tiao)件(jian)，也(ye)是(shi)與(yu)汙(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠(chang)日(ri)常(chang)生(sheng)產(chan)運(yun)營(ying)息(xi)息(xi)相(xiang)關(guan)的(de)決(jue)定(ding)因(yin)素(su)。加(jia)之(zhi)廣(guang)東(dong)東(dong)西(xi)北(bei)部(bu)地(di)區(qu)潮(chao)濕(shi)、多雷雨的自然條件，對暴露在室外的儀表、設備的抗外界環境幹擾能力也提出了新的考驗。
超短貨期、超大工程量
本項目遇到的51個汙水處理廠工程同時實施並要求在2個月內全部完成，對於所有的係統集成商而言都是一項“不可能完成的任務”。
實施方案
作為係統集成商，在工程項目的實施過程中，東芝白雲麵臨著與自動化廠商、最終用戶（廠方）多方協調配合的工作。考慮到與西門子公司長期以來彼此愉快的合作經曆及其強大的供貨支持、服(fu)務(wu)保(bao)障(zhang)能(neng)力(li)，東(dong)芝(zhi)白(bai)雲(yun)毫(hao)不(bu)猶(you)豫(yu)地(di)選(xuan)擇(ze)了(le)西(xi)門(men)子(zi)的(de)全(quan)集(ji)成(cheng)自(zi)動(dong)化(hua)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)為(wei)廣(guang)業(ye)環(huan)保(bao)集(ji)團(tuan)建(jian)設(she)運(yun)營(ying)的(de)廣(guang)東(dong)東(dong)西(xi)北(bei)部(bu)汙(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠(chang)保(bao)駕(jia)護(hu)航(hang)。
以廣東省清遠市清新縣太平汙水處理廠位於清新縣太平鎮工業園為例，一期設計規模為1萬噸/日，汙水處理工藝采用A2/O 工藝。A2/O shengwufaweimuqianwoguozhongxiaoxingwushuichulichangguangfanyingyongdeyizhongwushuichuligongyi。zhuyaochuligongduankefenweiwushuichulihewunichulilianggehuanjie。wushuichuliduanyoucugezhajian、進水泵房、細格柵間、旋流沉砂池、微曝氧化溝、二沉池和消毒出水池組成。汙泥處理段由回流汙泥泵站、汙泥脫水機房組成。按照符合水廠總體管控和工藝特點的需求，全廠采用了以計算機加PLC和現場儀表的方式構成一個分布式控製係統，根據西門子公司全集成自動化（TIA，Totally Integrated Automation）的思想，可以將太平汙水處理廠控製係統分為管理級和現場級兩個層次。
管理級
是全廠控製係統的核心部分，在中控室設置兩台工控機，通過10/100Mbps快速以太網與各個PLC控製站及廠級內部局域網相連。管理級的兩台計算機具有相互通訊的功能，可實現數據交換或共享。SCADA監控軟件具有模擬畫麵、數據存儲、曆史趨勢和實時圖表、報警管理等功能，操作員可瀏覽汙水處理的各工藝過程畫麵，顯示當前狀態並按順序記錄、輸出並能完成各類數據的記錄、存盤、報警，處理打印各種生產報表和曲線圖。
現場級
是實現過程自動化控製的基礎和關鍵環節，由現場儀表、可編程控製器、變頻器等設備組成。太平汙水處理廠根據工藝地段設置三個PLC控製站：位於變電所的PLC01分站、位於汙泥脫水機房的PLC02分站和位於消毒出水池的PLC03分站，各站點通過高速以太網實現數據交換與通訊。
下麵以變電所PLC01分站為例介紹PLC係統的硬件配置：
由於具備模塊化結構設計、無風扇結構及易學易用的特點，本項目選用了西門子S7-300係列PLC作為主控製器，通過CPU315-2PN/DP自帶的PROFIBUS-DP通訊端口與一套S7-200係列PLC構成現場總線分布式控製係統。配置1台西門子SCALANCE工業以太網交換機將本地數據接入環形網絡，同時設置1台西門子KTP1000PN人機界麵作為現場操作終端，可使操作員通過觸摸屏監控設備運行狀態並進行就地操作。
選用1台西門子MM430風feng機ji泵beng類lei專zhuan用yong變bian頻pin器qi，采cai用yong變bian頻pin調tiao速su技ji術shu，既ji可ke實shi現xian無wu級ji調tiao速su，滿man足zu汙wu水shui處chu理li工gong藝yi過guo程cheng中zhong各ge項xiang指zhi標biao對dui電dian機ji速su度du控kong製zhi要yao求qiu，保bao證zheng工gong藝yi流liu程cheng相xiang對dui穩wen定ding，又you可ke實shi現xian節jie約yue能neng源yuan、減少設備開停次數、yanchangshebeishiyongshoumingdemude，bingkejiejuegongchengshijiyunxingguimoyushejiguimobuyizhidailaideyunxingguochengpiancha，duixietiaogegongyiliuchengjianpipeiguanxi，qidaozhongyaotiaojiezuoyong，
現場儀表部分，在汙泥回流泵房和提升泵站各安裝1套、在缺氧池/出水井安裝2套西門子超聲波液位計，選用了性能可靠穩定的高性能超聲液位控製器MultiRanger100和超聲液位差計傳感器Echomax XRS-5/10/15；在粗格柵和細格柵分別安裝1套西門子超聲波液位計，采用具有最先進的繼電器報警和泵控製、體積轉換功能的MultiRanger200，它與耐腐蝕的與耐腐蝕的Echomax XRS-5/15超聲波傳感器一起使用，可用於各種嚴酷工況，使用溫度可達145℃；在二沉池安裝了2套基於微處理器的汙泥層厚度檢測係統InterRanger DPS300，配合非接觸的Echomax XCT-12超聲波傳感器和先進的回波處理技術可以連續監視汙泥層的厚度，顯著提高生產效率，增加產出量和降低汙泥處理的費用；在鼓風出口管等位置安裝了若幹西門子SITRANS P ZD 係列數字壓力變送器，這係列產品帶有不鏽鋼外殼和液晶顯示表頭，可滿足精確測量與高耐用性能的完美結合；在氧化溝進水管道、消毒池出水管道及回流汙泥管道分別安裝了1套流量計，選用了西門子專為惡劣環境設計的SITRANS FM MAGFLO MAG 3100傳感器配合MAGFLO MAG 5000 / MAG 6000變送器。
成功經驗與展望
係統運行效果
自控係統從安裝到現場調試都進行得非常順利，於2010年4月一次投運成功，確保了全廠生產試運行的如期進行。操作人員普遍反映係統運行穩定，PLC采(cai)集(ji)數(shu)據(ju)準(zhun)確(que)快(kuai)速(su)，能(neng)有(you)效(xiao)保(bao)證(zheng)重(zhong)要(yao)設(she)備(bei)運(yun)行(xing)安(an)全(quan)。截(jie)止(zhi)目(mu)前(qian)，太(tai)平(ping)汙(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠(chang)在(zai)西(xi)門(men)子(zi)全(quan)集(ji)成(cheng)自(zi)動(dong)化(hua)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)的(de)全(quan)程(cheng)管(guan)控(kong)下(xia)，出(chu)廠(chang)水(shui)水(shui)質(zhi)已(yi)達(da)到(dao)我(wo)國(guo)《城鎮汙水處理廠汙染物排放標準》(GB18918-2002)規定的一級B排放標準。
高性價比的控製係統
youyubenxiangmudewushuichuliguimojunshuzhongxiaoxing，duiyonghueryan，zidonghuakongzhixitongdexingjiabichengweileyonghuzuiweiguanxindeguanjianyaosuzhiyi。shijianzhengming，youximenzigongsitigongdezhetaojiejuefanganbujinjishuxianjin、穩定可靠，而且很好地滿足了城鎮汙水處理的工藝要求，更在最大限度上保護了用戶投資，是既因地製宜、又經濟實用的理想選擇。
西門子與係統集成商的緊密合作
由於自動控製係統集成所采用的產品、技術、方法、過程以至解決方案都是在一定程度上具有共性的，通過經驗、知zhi識shi的de積ji累lei和he提ti煉lian，係xi統tong集ji成cheng商shang會hui形xing成cheng並bing不bu斷duan提ti升sheng自zi身shen的de係xi統tong集ji成cheng能neng力li。如ru東dong芝zhi白bai雲yun這zhe樣yang的de係xi統tong集ji成cheng商shang就jiu具ju備bei了le在zai某mou個ge特te定ding工gong業ye領ling域yu的de曆li經jing考kao驗yan的de寶bao貴gui行xing業ye經jing驗yan和he工gong程cheng成cheng就jiu，通tong過guo合he作zuo，西xi門men子zi公gong司si在zai拓tuo展zhan解jie決jue方fang案an能neng力li的de同tong時shi也ye取qu得de了le可ke觀guan的de市shi場chang份fen額e，這zhe樣yang反fan過guo來lai會hui加jia大da相xiang應ying的de投tou入ru，給gei係xi統tong集ji成cheng商shang以yi更geng大da的de支zhi持chi，最zui終zhong，誠cheng實shi互hu信xin的de密mi切qie合he作zuo也ye將jiang給gei用yong戶hu帶dai來lai實shi實shi在zai在zai的de利li益yi和he保bao障zhang。
廣東省清遠市清新縣太平汙水處理廠俯視圖
二沉池現場儀表箱
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