|
城市汙水處理廠控製係統
北京阿爾泰科技發展有限公司
城市汙水處理是政府的重點工程，一些大的城市每天要處理汙水幾十萬立方米乃至幾百萬立方米。
城市汙水處理工程自控係統設計要求采用集散型控製係統，采取“集中監測，分散控製”的(de)原(yuan)則(ze)，由(you)廠(chang)級(ji)中(zhong)央(yang)監(jian)控(kong)工(gong)作(zuo)站(zhan)和(he)現(xian)場(chang)分(fen)散(san)控(kong)製(zhi)站(zhan)組(zu)成(cheng)全(quan)廠(chang)工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)網(wang)。現(xian)場(chang)控(kong)製(zhi)級(ji)與(yu)二(er)台(tai)中(zhong)央(yang)調(tiao)度(du)計(ji)算(suan)機(ji)之(zhi)間(jian)的(de)通(tong)訊(xun)采(cai)用(yong)以(yi)通(tong)訊(xun)光(guang)纖(xian)為(wei)介(jie)質(zhi)的(de)高(gao)速(su)工(gong)業(ye)以(yi)態(tai)網(wang)。
一、係統的要求：
1. 係統結構
控製網絡的設備容量 >128台，通訊波特率>5MB，通訊距離>2KM，在出現故障時增加或刪除一個節點，都不會影響其它設備的運行和通訊。
2. 故障診斷
控製係統應具有自診斷功能，可以在運行中診斷出係統的部件是否出現故障，並且在監控軟件中及時、準確地反映出故障狀態、故障時間、故障地點、及相關信息。在係統發生故障後，I／O的狀態應返回到係統根據工藝要求預設置的狀態上。
3. 通訊係統的性能
kongzhixitongyingshikaifangdekongzhixitong。tachulejuyoulianghaodewangluotongxunnengliwai，tongxunjiegouyingcaiyongguojibiaozhundegongyehuanxingrongyujiegou。haiyingjuyouyuqitakongzhixitongtongxungongnenghebiaozhundeduiwaitongxunjiekou，wangluolianjieyingwuteshuyaoqiu。
4. 擴展性和兼容性
為了保證在工廠擴建或改造時滿足工廠的控製要求，控製係統應具有較強擴展能力，並且係統的關鍵部件如主機、電源及通訊網絡均可進行擴展。
5. 控製網絡要求
安全可靠、xunjiegaoxiaodekongzhiwangluoshichenggongdeguochengzidongkongzhixitongdexianjuetiaojian，duiyufenbushizidonghuakongzhixitonggengshiruci。benxiangmudetongxinxitongcaiyongyiguangxianweichuanshujiezhiderongyuwangluojiegou，tabaokuo：
.工業以太網，傳輸速率為10MB／S
.現場總線，傳輸速率為9.6KB／S至12MB／S (波特)，可根據需要自由設定。
工業以太網作為整個控製係統的係統總線，用於連接中央控製室內的各種設備(包括工程師站和操作員站)和各個現場控製站。
二、係統設計
自控係統采用美國AB公司生產的CONTROLLOGIX係列PLC，PLC控製係統的組成如下：
如上所示，自控係統的組成主要包括：
1. PLC現場控製站
現場控製站的PLC係統的主要功能是遠程I/O模塊和通訊的功能，它主要包括模擬輸入模塊、數字輸入模塊、數字輸出模塊、以及通訊模塊。
2. 主PLC控製站
主PLC控製站的主要功能是通過預先編製好的控製程序，對現場控製站I/O模塊所采集的數據進行分析、運算並相應的輸出結果。主PLC控製站還通訊功能，包括和PLC現場控製站之間的通訊和與中央控製站之間進行通訊。它的組成主要包LIM1（PLC的CPU）、通訊模塊和電源等。
3. 控製網絡
自控係統係統包括如下網絡：
3.1工業以態網
工業以態網是一種帶有衝突檢測的多點數據通訊方法(CSMA/CD)，使用國際標準的TCP/IP協xie議yi，大da慶qing東dong城cheng汙wu水shui處chu理li廠chang自zi控kong係xi統tong采cai用yong工gong業ye以yi態tai網wang來lai完wan成cheng中zhong央yang控kong製zhi站zhan和he現xian場chang控kong製zhi站zhan之zhi間jian的de數shu據ju傳chuan遞di，利li用yong工gong業ye以yi態tai網wang，可ke以yi充chong分fen的de利li用yong係xi統tong資zi源yuan，數shu據ju的de傳chuan送song可ke以yi暢chang通tong無wu阻zu，因yin為wei它ta采cai用yong國guo家jia標biao準zhun的deTCP/IP協議，所以它可以方便地進行連接和擴充，並且可以在國際互連網上，獲得汙水處理廠的數據信息。AB的CONTROLLOGIX係統通過ENET模塊，來實現在以態網中的數據傳遞。
3.2 PLC控製網絡(CONTROLNET)
控製網絡是一種高速確定性的網絡，用於對時間有苛刻要求的應用場合的信息傳輸，它為對等通訊提高了實時的控製和報文傳送服務。CONTROLLOGIX係統的控製網絡對同一鏈路上的I/O、實時互鎖、對(dui)等(deng)通(tong)訊(xun)等(deng)，均(jun)具(ju)有(you)相(xiang)同(tong)的(de)帶(dai)寬(kuan)。對(dui)離(li)散(san)和(he)連(lian)續(xu)的(de)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)應(ying)用(yong)場(chang)合(he)，均(jun)具(ju)有(you)確(que)定(ding)性(xing)和(he)可(ke)重(zhong)複(fu)性(xing)的(de)功(gong)能(neng)。在(zai)控(kong)製(zhi)網(wang)絡(luo)內(nei)，可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)輸(shu)入(ru)數(shu)據(ju)的(de)多(duo)信(xin)道(dao)廣(guang)播(bo)、對等數據的多信道廣播。通過CBNR通訊模塊，可以輕鬆地完成CONTROLNET控製網絡的通訊功能。
3.3中央控製室計算機
中央控製室計算機采用力控組態軟件來完成實時控製和監測功能。
三、控製方案概述
儀表和動力設備均設有兩種控製方式，即現場手動控製方式和集中控製方式，以集中控製方式為主。集中控製主要在值班控製室的PLCkongzhitaishangyouzhibancaozuoyuanjinxing。jizhongkongzhifangshiyoufenweizidongkongzhifangshiheshoudongkongzhifangshi。suiranzaizhongyangkongzhishiyekeduixianchangyibiaoheshebeijinxingbiyaodezhijiecaozuokongzhi，danzhongyangkongzhishizhuyaoshizhixingguanlihejiandugongnengheduizhongyaoshebeideyunxingjitingzhigeichuyunxuzhiling。
1 調節池控製
1.1 進入汙水處理廠的汙水首先進入調節池，以對水量和水質進行調節。調節池內的4個潛水泵對應有4個電動碟閥。潛水泵和電動碟閥的控製分手動方式和自動方式。在自動方式下，當調節池水位高於75%時，4台潛水泵和其對應的電動蝶閥全都起動和打開。當調節池水位在50~75%時，隻起動3台潛水泵並打開和其對應的3台電動蝶閥。當調節池水位在25~50%時，隻起動2台潛水泵並打開和其對應的2台電動蝶閥。當調節池水位在低於25%時，隻起動1台潛水泵並打開和其對應的1taidiandongdiefa。dangtiaojiechishuiweidiyudixianshedingzhishiqianshuibengtingbeng，diandongdiefaquanguan。zaishoudongfangshixia，caozuoyuankegenjuqingkuangduimeitaiqianshuibengheqiduiyingdediandongdiefadanducaozuo。
1.2 調tiao節jie池chi的de攪jiao拌ban機ji可ke根gen據ju潛qian水shui泵beng運yun行xing信xin號hao自zi動dong起qi動dong，也ye可ke由you操cao作zuo員yuan手shou動dong起qi動dong。自zi動dong起qi動dong方fang式shi下xia，攪jiao拌ban機ji可ke分fen組zu起qi動dong或huo全quan部bu起qi動dong。手shou動dong起qi動dong方fang式shi下xia，每mei台tai攪jiao拌ban機ji均jun可ke單dan獨du操cao作zuo。
1.3 流量計FI-101增加進水流量累計軟功能塊，對進水流量進行累計，數據存在中央監控計算機的數據庫中，可隨時調用和打印。
2 細格柵間與沉砂池的控製
2.1 細格柵間設回轉式機械格柵2 台（1用1備）。細格柵間前後各裝有啟閉機和液位差計。去渣設備可根據液位差（如大於某設定值）或定時自動起動，也可由操作員手動起動。
2.2 沉(chen)砂(sha)池(chi)的(de)行(xing)車(che)式(shi)刮(gua)砂(sha)機(ji)和(he)砂(sha)泵(beng)可(ke)根(gen)據(ju)設(she)定(ding)的(de)時(shi)間(jian)自(zi)動(dong)同(tong)步(bu)運(yun)行(xing)或(huo)由(you)操(cao)作(zuo)員(yuan)手(shou)動(dong)控(kong)製(zhi)運(yun)行(xing)。當(dang)刮(gua)砂(sha)機(ji)在(zai)池(chi)上(shang)往(wang)返(fan)運(yun)行(xing)一(yi)個(ge)來(lai)回(hui)後(hou)，刮(gua)砂(sha)機(ji)和(he)砂(sha)泵(beng)自(zi)動(dong)停(ting)機(ji)。
2.3 流量計FI-102增加進水流量累計軟功能塊，對進水流量進行累計，數據存在中央監控計算機的數據庫中，可隨時調用和打印。
3 初沉池及配水井的控製
3.1 初沉池配水井有3個啟閉機，2個啟閉機分別控製到2個初沉池的進水，第3個啟閉機控製跨越初沉池的旁路。
3.2 初沉池裝有液位計，以指示其液位變化。當液位超過設定的上限時，自動打開啟閉機將水送入對應的A/O生化反應池。
3.3 刮泥機的運行狀態由PLC進行監控。刮泥機可自動或手動運行。
4 廠區排水泵池的控製
4.1 廠區排水泵池的控製分手動控製方式和自動控製方式。
4.2 在自動控製方式下，當廠區排水泵池水位在50~75%時，起動一台排水泵。當廠區排水泵池水位在75%以上時，起動另一台排水泵。
4.3 當廠區排水泵池水位回落到75%以下時，停一台排水泵。當廠區排水泵池水位回落到50%以下時，停另一台排水泵。
4.4 在手動控製方式下，操作員可指定任一排水泵的起、停。
5 A/O生化反應池與鼓風機的控製
5.1 meizuoshenghuafanyingchifenwugelangdao，meigelangdaodouzhuangyourongjieyangzhishiyibiao。zaihaoyangduanyousongfengguan，songfengguanrukousheyoudiandongdiefa。caozuoyuankegenjugelangdaorongjieyangzhishiyidezhishizhijuedinggailangdaodiandongdiefadekaiqi。
5.2 在絕氧段設水下攪拌器3台。水下攪拌器設定為“自動”運行狀態後將連續運行，除非故障或手動停機。
5.3 一期工程設3台鼓風機，2用1備，每個鼓風機出口設一電動蝶閥。
5.4 當溶解氧值還未達到要求時，自動起動第2台鼓風機以增加風量，直至滿足要求。
6 二沉池的控製
6.1 監視二沉池的泥位，溫度，溶解氧和出水量。
6.2 監視二沉池出口的PH值,COD值,BOD值，氨氮值，溶解氧值。
7 汙泥池控製
7.1 汙泥泵池設4taihuiliuwunibeng，qigongzuochengxutongtiaojiechidechoushuibenggongzuochengxuxiangtong。danhuiliuwunibengchushouniweigaodikongzhiwai，haishoujinshuiliangdaxiaobianhuadekongzhi，yuanzeshangwunihuiliuliangyujinshuiliangwei1:1。
7.2 每台泵在上述任一條件滿足後起動；反之，當兩個停機控製條件同時滿足時方可停泵。
7.3 監視進入A/O生化反應池的汙泥壓力和MLSS值。
7.4 根據工藝要求和工廠穩定操作後，每天定時定量起動潛汙泵，將剩餘汙泥排入汙泥間。
8 汙泥間控製
8.1 監視剩餘汙泥的流量和汙泥累計量。
8.2 監視汙泥液位和MLSS值。
8.3 當汙泥液位高於上限值時，起動螺杆泵，將汙泥送入汙泥脫水間。
四、總結
采用AB的CONTROLLOGIX和力控的組態軟件，采用上圖的硬件結構，實現了係統的要求。
|
