【正文】 武威工業(yè)園區(qū)污水處理廠自控系統(tǒng) 技 術(shù) 方 案 蘭州研創(chuàng)電子科技發(fā)展有限公司 2010年9月29 武威工業(yè)園區(qū)污水廠自控系統(tǒng)方案及相關(guān)技術(shù)說明一、系統(tǒng)概述：武威工業(yè)園區(qū)污水處理廠的自控系統(tǒng)由PLC站與監(jiān)控操作站控制管理系統(tǒng)組成的自控系統(tǒng)和儀表檢測系統(tǒng)兩大部分組成。前者遵循“集中管理、分散控制、資源共享”的原則；后者遵循“工藝必需、先進(jìn)實用、維護(hù)簡便”的原則。為了滿足武威工業(yè)園區(qū)污水處理廠工程實現(xiàn)上述要求，必須保證控制系統(tǒng)的先進(jìn)性和可靠性，才能保證本廠設(shè)備的安全、正常、可靠運行。本方案本著質(zhì)量可靠、技術(shù)先進(jìn)、性價比高的原則，結(jié)合我公司在實施其它類似項目中的設(shè)計、實施和組織的成功經(jīng)驗，充分考慮技術(shù)進(jìn)步和系統(tǒng)的擴展，采用分層分布式控制技術(shù)，發(fā)揮智能控制單元的優(yōu)勢，降低并分散系統(tǒng)的故障率，保證系統(tǒng)較高的可靠性、經(jīng)濟性和擴展性，從而實現(xiàn)對各現(xiàn)場控制設(shè)備的操作、控制、監(jiān)視和數(shù)據(jù)通訊。 系統(tǒng)基本要求工控通訊網(wǎng)絡(luò)為光纖冗余環(huán)型工業(yè)以太網(wǎng)，通訊波特率≥100Mbps，系統(tǒng)自適應(yīng)恢復(fù)時間300ms，通訊距離（無中繼器）≥1Km， 網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)要求使用可直埋的光纜, 在出現(xiàn)故障時, 可在線增加或刪除任意一個節(jié)點, 都不會影響到其他設(shè)備的運行和通訊。本系統(tǒng)采用先進(jìn)的監(jiān)控操作站控制系統(tǒng)，即系統(tǒng)采用全開放式、關(guān)系型、面向?qū)ο笙到y(tǒng)結(jié)構(gòu)，支持不同計算廠家的硬件在同一網(wǎng)絡(luò)中運行，并支持實時多任務(wù)，多用戶的操作系統(tǒng)。主要用于污水廠的生產(chǎn)控制、運行操作、監(jiān)視管理。控制系統(tǒng)不僅有可靠的硬件設(shè)備，還應(yīng)有功能強大，運行可靠，界面友好的系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件、編程軟件和控制軟件。控制系統(tǒng)在嚴(yán)格的工業(yè)環(huán)境下能夠長期、穩(wěn)定地運行。系統(tǒng)組件的設(shè)計符合真正的工業(yè)等級，滿足國內(nèi)、國際的安全標(biāo)準(zhǔn)。并且易配置、易接線、易維護(hù)、隔離性好，結(jié)構(gòu)堅固，抗腐蝕，適應(yīng)較寬的溫度變化范圍。系統(tǒng)具備良好的電磁兼容性，支持I/O模板在系統(tǒng)運行過程中進(jìn)行帶電熱插拔。能夠承受工業(yè)環(huán)境的嚴(yán)格要求。系統(tǒng)的設(shè)計以實現(xiàn)“現(xiàn)場無人職守，分站少人值班”為目的。設(shè)備裝置的啟、停及聯(lián)動運轉(zhuǎn)均可由中央控制室遠(yuǎn)程操縱與調(diào)度?？刂葡到y(tǒng)有一套完整的自診斷功能，可以在運行中自動地診斷出系統(tǒng)的任何一個部件是否出現(xiàn)故障，并且在監(jiān)控軟件中及時、準(zhǔn)確地反映出故障狀態(tài)、故障時間、故障地點、及相關(guān)信息。在系統(tǒng)發(fā)生故障后，I/O的狀態(tài)應(yīng)返回到系統(tǒng)根據(jù)工藝要求預(yù)設(shè)置的狀態(tài)上。為了保證武威工業(yè)園區(qū)污水處理廠擴建或改造時滿足工廠的控制要求，控制系統(tǒng)具有較強擴展能力?？刂葡到y(tǒng)主要用于污水處理廠的生產(chǎn)控制、運行操作、監(jiān)視管理。不僅有可靠的硬件設(shè)備，還有功能強大，運行可靠，界面友好的系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件、編程軟件和控制軟件。監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)為面向?qū)ο蟮?，實時式，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。操作系統(tǒng)和監(jiān)控軟件具有冗余和容錯及災(zāi)難性恢復(fù)等功能。二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及特點：武威工業(yè)園區(qū)污水處理廠自控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)控制方式。該控制系統(tǒng)共分為主控級(中控室)和現(xiàn)地控制層（分控站）。實現(xiàn)相應(yīng)控制層設(shè)備的監(jiān)視、操作、控制和網(wǎng)絡(luò)通訊連接。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下： 中控室擬設(shè)于綜合樓內(nèi)。中央控制室的監(jiān)控管理操作站系統(tǒng)完成全廠的自動控制。包括兩套互為熱備的監(jiān)控工作站、印機、UPS電源。中央控制系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)，采用光纜與各現(xiàn)場控制PLC站連接。這兩套工作站為熱冗余配備，可以分別側(cè)重監(jiān)測或組態(tài)功能，故障時互為備用，具有靈活的運行方式。為觀顯示全廠工藝過程全貌，方便管理，在中控制室設(shè)立了電動投影屏幕和投影儀，顯示全廠工藝流程圖和主要參數(shù)及設(shè)備運行狀態(tài)。通過大容量的UPS 為中央控制室的所有設(shè)備提供了高質(zhì)量的電源。每個分控站配置一套PLC控制柜。柜內(nèi)包括可編程序控制器、操作員界面HMI、24VDC電源裝置、冗余光纖交換機、電源防雷過電壓保護(hù)裝置、小型斷路器、接線端子、小型繼電器，安裝連接纜線和附件等。根據(jù)污水廠工藝特點，構(gòu)筑物的布置和現(xiàn)場控制的分布情況，設(shè)置四個PLC現(xiàn)場子站，PLC現(xiàn)場子站選用可編程序控制器（PLC），PLC為模塊化結(jié)構(gòu)，硬件配置較靈活，易于擴展，軟件編程方便。并且PLC子站與相應(yīng)的MCC置于同一地點，節(jié)省其間電纜。當(dāng)中控室監(jiān)控工作站故障退出運行或通道故障使分控站控制單元和主控級監(jiān)控工作站通訊中斷時，各現(xiàn)地控制單元能獨立運行，進(jìn)行控制和監(jiān)視，提高運行可靠性。1現(xiàn)場控制站位于污泥濃縮脫水機房內(nèi)。負(fù)責(zé)監(jiān)控：粗格柵及進(jìn)水泵房、細(xì)格柵及曝氣沉砂池、撇水池、污泥濃縮脫水機房?？刂茖ο鬄椋?回轉(zhuǎn)式細(xì)格柵除污機；無軸螺旋壓榨機；桁車；吸砂機；中心傳動濃縮機10WF10WF10WF3軸流風(fēng)機。 IO點數(shù)統(tǒng)計：數(shù)字量輸入DI：83；數(shù)字量輸出DO：34；模擬量輸入AI:17；模擬量輸出AO:1。2現(xiàn)場控制站位于鼓風(fēng)機房及變配電間內(nèi)。負(fù)責(zé)監(jiān)控：加藥間、鼓風(fēng)機房和變配電間?？刂茖ο鬄椋?GB7GB7GB7GB6鼓風(fēng)機、7GV7GV7GV7GV6電動蝶閥；7ZF17ZF17ZF17ZF17ZF27ZF27ZF27ZF27ZF37ZF37ZF37ZF34軸流風(fēng)機； 8WF8WF8WF3軸流風(fēng)機； 2GV電動調(diào)節(jié)閥。IO點數(shù)統(tǒng)計：數(shù)字量輸入DI：113；數(shù)字量輸出DO：40；模擬量輸入AI:8；模擬量輸出AO:6。3現(xiàn)場控制站位出水泵房內(nèi)。負(fù)責(zé)監(jiān)控：消毒池、清水池、出水泵房?？刂茖ο鬄椋?離心泵；6FM6FM6FM3軸流風(fēng)機；12XHB