【正文】 時，PLC系統(tǒng)將按軟件程序自動增加水泵的運行臺數(shù)；相反，當(dāng)泵房水位降至某一設(shè)定的水位值時，PLC系統(tǒng)將按軟件程序自動減少水泵的運行臺數(shù)。．進(jìn)水控制：通過水位計檢測生物池水位。上位監(jiān)控管理計算機可遠(yuǎn)程監(jiān)測鼓風(fēng)機系統(tǒng)全部設(shè)備的運行狀態(tài)和故障報警，也可遠(yuǎn)程控制鼓風(fēng)機系統(tǒng)開停。同時發(fā)出低泥位報警。4控制系統(tǒng)軟件配置通信組態(tài)：生成各種通信關(guān)系。配置專門的設(shè)備管理軟件。以科學(xué)方法評估生產(chǎn)過程能力，指導(dǎo)系統(tǒng)改進(jìn)。產(chǎn)品的先進(jìn)性主要表現(xiàn)在：儀表全部采用智能型測量儀表；便于計算機系統(tǒng)連接和維護(hù)管理的方便，具有自動補償功能、帶現(xiàn)場總線接口、具有兼容性通訊協(xié)議、具有自診斷、信號保持、故障報警等功能。且PLC的輸。儀表應(yīng)采用4~20mA的輸出信號輸出，并帶足專用電纜和安裝附件。5現(xiàn)場檢測儀表現(xiàn)場儀表作為計算機監(jiān)控系統(tǒng)的檢測單元，其性能的優(yōu)劣直接影響到整個計算機監(jiān)控系統(tǒng)的好壞。常規(guī)控制計算與數(shù)據(jù)處理：標(biāo)準(zhǔn)PID，積分分離，超前滯后，比例，一階、二階慣性濾波，高選、低選，輸出限位等優(yōu)化控制：根據(jù)數(shù)學(xué)模型，完成監(jiān)控層的各種先進(jìn)控制功能：專家系統(tǒng)、預(yù)測控制、模糊控制等邏輯控制：時間程序控制，如完成開、停車的順序啟停過程。控制系統(tǒng)組態(tài)：生成各種控制回路。污泥脫水的程序控制采用時間控制和手動控制。當(dāng)池內(nèi)液位沒達(dá)到設(shè)定最低值而設(shè)定的潷水器的運行時間已結(jié)束時，PLC將執(zhí)行時間控制，停止?jié)鲃幼鳌＃h(huán)控制：由PLC按照預(yù)先編制的程序完成，一個完整的生物處理過程包括四個階段：進(jìn)水、曝氣、沉淀、潷水。當(dāng)水位降至干運轉(zhuǎn)水位時，自動控制全部水泵停止運行。離工藝過程越近的控制層具有更高的優(yōu)先權(quán)。就地檢修維護(hù)模式：現(xiàn)場控制箱或MCC控制柜上的“就地/遠(yuǎn)程”開關(guān)選擇“遠(yuǎn)程”方式時，設(shè)備控制權(quán)在LCS（Local control station）控制站。計算機系統(tǒng)可在線診斷各類故障，查找故障部位并報警。3．操作站以“人機”對話方式指導(dǎo)操作，自動狀態(tài)下，可用鍵盤或鼠標(biāo)器對有關(guān)設(shè)備進(jìn)行手動操作（如開/停機操作）。另外必需保證系統(tǒng)中的每臺計算機能隨時獨立完成圖象管理控制、數(shù)據(jù)保存、系統(tǒng)再生、數(shù)據(jù)處理等的不同任務(wù)。另外中央控制室的數(shù)據(jù)服務(wù)器和上層管理計算機、化驗室計算機構(gòu)成一個局域網(wǎng)，將完成全廠的數(shù)據(jù)庫管理工作和模擬屏、投影儀的驅(qū)動工作。與其它污水處理廠相比，本工程的自控系統(tǒng)投資是中等偏下，性價比較高。不設(shè)現(xiàn)場監(jiān)視設(shè)備的也是降低投資的重要原因之一。而所使用MS IE瀏覽器的安全性問題已經(jīng)得到解決。其它成套設(shè)備的耦合本工程中鼓風(fēng)機為高速離心風(fēng)機，脫水機為2000mm帶寬脫水機，均為大型設(shè)備。現(xiàn)場監(jiān)視設(shè)備一般在比較重要的單元或控制事務(wù)比較大的從站中設(shè)置，以便操作人員及時對現(xiàn)場情況進(jìn)行處理。前述這兩種從站組成方式各有自己的特點?？偩€采用普通雙絞作為傳輸介質(zhì)，通訊速率可以達(dá)到12MBP?，F(xiàn)場總線主要是指從現(xiàn)場控制器或IO模塊到監(jiān)控系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)。DCS系統(tǒng)和現(xiàn)場總線系統(tǒng)一般適用于控制點比較多而且廠區(qū)規(guī)模比較大的系統(tǒng)，基于PC的控制則用于小型而且控制點比較集中的控制系統(tǒng)。為了保證污水廠生產(chǎn)的穩(wěn)定和高效，減輕勞動強度，改善操作環(huán)境，同時提高污水廠的現(xiàn)代化生產(chǎn)管理水平，在充分考慮本污水處理工藝特性的基礎(chǔ)上，將建設(shè)現(xiàn)代化污水處理廠的理念融入到自控系統(tǒng)設(shè)計當(dāng)中，本自控系統(tǒng)設(shè)計遵循以下原則：先進(jìn)合理、安全可靠、經(jīng)濟實惠、開放靈活。趨勢曲線可單條顯示，也可組合顯示，并用不同顏色表示。在上位機單體構(gòu)筑物界面圖上，設(shè)置設(shè)備“啟動”和“停止”按鈕，并設(shè)置“自控”、“中控”選擇按鈕，并在設(shè)備圖案旁顯示設(shè)備控制方式狀態(tài)。故障登記表：監(jiān)控管理計算機的顯示器，無論顯示何種畫面及操作人員在執(zhí)行何種操作，均在畫面的下欄處顯示故障登記表，并實時彈出新生故障警示框，使得操作人員隨時隨地都能了解污水廠的故障實況，計算機會自動把現(xiàn)場發(fā)生的故障登記入“故障登記表”中的記錄。同時可以生成各類生產(chǎn)運行管理報表、日報表、月報表和年報表。系統(tǒng)要求控制系統(tǒng)采用全開放式，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)；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。2KV數(shù)據(jù)線IEC6100046防傳導(dǎo)：10V（150KHz～80KHz FARRing環(huán)網(wǎng)專利技術(shù)：FARRing環(huán)網(wǎng)專利技術(shù)能使工業(yè)以太網(wǎng)交換機實現(xiàn)了智能冗余，允許您很簡單很方便地建立起冗余的以太網(wǎng)絡(luò)，能夠讓自動化系統(tǒng)的任意網(wǎng)段與網(wǎng)絡(luò)斷開連接的時候極快速地恢復(fù)正常。特點：WISE60002S(M)6TR8口即插即用冗余工業(yè)以太網(wǎng)交換機專為工業(yè)應(yīng)用設(shè)計，提供2個冗余光口和6個自適應(yīng)以太網(wǎng)電口，適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境，具備良好的電磁抗干擾性能。鍋爐房：（1）功能：污水廠建筑物室內(nèi)采暖。加藥間：（1）功能：在好氧區(qū)前端進(jìn)行加藥除磷。清水池。曝氣沉砂池：（1）功能：，保護(hù)后續(xù)水處理設(shè)備，防止管道淤塞。進(jìn)水泵房（1）功能：將污水一次提升至細(xì)格柵，以便后續(xù)構(gòu)筑物的正常運行。通過功能鍵盤設(shè)定工藝參數(shù)，控制電氣設(shè)備。統(tǒng)計控制軟件：按照數(shù)理統(tǒng)計方法分析現(xiàn)場采集的工藝變量數(shù)據(jù)，監(jiān)視和評判系統(tǒng)的控制與運行狀態(tài)，指導(dǎo)操作人員全面掌握生產(chǎn)情況，排除故障。監(jiān)控軟件實時數(shù)據(jù)采集：將現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)送入計算機，并置入實時數(shù)據(jù)庫的相應(yīng)位置。維護(hù)軟件：對現(xiàn)場控制系統(tǒng)軟硬件的運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視、故障診斷，以及軟件的測試維護(hù)等。圖表對象和趨勢顯示，歷史數(shù)據(jù)采集；全面支持ActiveX控件及控件安全容器技術(shù)；采用項目樹使得程序生成靈活，程序組織清晰明了。工作站監(jiān)控、組態(tài)必須的軟件均基于Windows XP操作系統(tǒng)。(7)能耗管理 軟件系統(tǒng)能夠?qū)ο到y(tǒng)的設(shè)備運行記錄及控制模式進(jìn)行綜合考慮，使系統(tǒng)能在最低的能耗下發(fā)揮最大的效益。在確定監(jiān)控畫面后，可對監(jiān)控對象進(jìn)行形象圖符設(shè)計、組態(tài)、連接、生成完整的實時監(jiān)控畫面，使用戶能夠在顯示器上查詢到各種監(jiān)控對象的動態(tài)信息及故障，其形式可以是圖像、報表、曲線、以及直方圖等，并在投影屏上有動態(tài)顯示數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)庫中能夠存入各設(shè)備的運行參數(shù)、報警記錄、事故記錄、調(diào)度指令等。工業(yè)實時監(jiān)控組態(tài)軟件配置有開發(fā)版（無限點）、運行版和監(jiān)控版。實時存儲和打印的數(shù)據(jù)主要有： l 各類操作記錄； l 各類事故和故障記錄； l 各類報表記錄等?？刂萍墑e由高到低為：現(xiàn)場手動控制、遙控控制、自動控制。負(fù)責(zé)監(jiān)控：A2/O+MBR池。負(fù)責(zé)監(jiān)控：加藥間、鼓風(fēng)機房和變配電間。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。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。控制系統(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。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。第一篇：污水處理廠自控系統(tǒng)方案天水工業(yè)園區(qū)污水處理廠自控系統(tǒng)技術(shù)方案北京華聯(lián)電子科技發(fā)展有限公司2014年9月29 天水工業(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：天水工業(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。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)。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。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下： 中控室擬設(shè)于綜合樓內(nèi)。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。2現(xiàn)場控制站位于鼓風(fēng)機房及變配電間內(nèi)。4現(xiàn)場控制站位于A2/O+MBR池附屬建筑內(nèi)?？刂品绞皆O(shè)計為：就地手動控制優(yōu)先，在此基礎(chǔ)上，設(shè)置遠(yuǎn)程遙控和自動控制。 數(shù)據(jù)通訊通過光纖總線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)主控級計算機與分控站PLC和智能通訊裝置的實時數(shù)據(jù)通訊； 畫面顯示l 根據(jù)系統(tǒng)采集的各分控站控制單元設(shè)備的實時數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，實時刷新系統(tǒng)的相關(guān)畫面；l 實時顯示系統(tǒng)的總工藝流程圖，分段工藝流程圖，供電系統(tǒng)圖，工藝參數(shù)，電氣參數(shù)，電氣設(shè)備運行狀態(tài)等；l 系統(tǒng)畫面中設(shè)置導(dǎo)航畫面，通過導(dǎo)航畫面可方便實現(xiàn)畫面的快速切換； l 在每個畫面設(shè)置畫面幫助，可為操作員提供快速操作幫助； 存儲和打印實時記錄和存儲系統(tǒng)中各分控控制單元中相關(guān)設(shè)備的實時數(shù)據(jù)，并形成歷史數(shù)據(jù)文件。 應(yīng)用軟件包括工業(yè)實時監(jiān)控組態(tài)軟件、現(xiàn)場總線組態(tài)軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制和專用水處理過程控制圖形庫等。短期歷史數(shù)據(jù)庫應(yīng)能夠保存7天的實時數(shù)據(jù)和組合數(shù)據(jù)，并不斷地予與刷新（其數(shù)據(jù)來自于實時數(shù)據(jù)庫）。能畫出總平面圖、工藝流程圖、設(shè)備平立面布置圖、電氣主接線圖等。(6)設(shè)備管理對組成系統(tǒng)的所有硬件設(shè)備及運行狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測及自診斷；對實時監(jiān)控的所有對象的運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測及自診斷；對各類設(shè)備運行情況（如工作累計時間、最后保養(yǎng)日起）進(jìn)行在線監(jiān)控，并存入相應(yīng)文檔，以備維護(hù)保養(yǎng)；對設(shè)備故障提出參考處理意見。支持使用用戶，權(quán)限，優(yōu)先級，安全區(qū)的方式為用戶提供安全驗證。軟件畫面支持在開發(fā)和運行時的無極縮放，畫面可以按比例縮放；支持圖層的操作，可以把不同的圖素分配到不同的圖層上去，進(jìn)行開發(fā)和管理，圖層可以控制顯示和隱藏；支持GDI+，支持過渡色和透明色；組態(tài)軟件具備多樣圖庫,含有污水處理工程基本圖庫元素，節(jié)省繪圖開發(fā)時間?；趯崟r的客戶／服務(wù)器結(jié)構(gòu)及組件（COM）內(nèi)核； 支持SOA功能；文件管理數(shù)據(jù)庫管理：在線與歷史數(shù)據(jù)管理、綜合利用、保存等。在操作屏上顯示所轄工段的工藝流程圖，工藝參數(shù)，電氣參數(shù)，及設(shè)備運行狀態(tài)。柵渣通過帶輪的垃圾小斗車收集。兩臺格柵共用一臺無軸螺旋壓榨機，將柵渣送至落渣斗，下滑至帶輪的垃圾小斗車中。（3）運行方式：通過安裝在模塊前后的水位差儀器監(jiān)控紫外線模塊的安全運作。2（3）運行控制：鼓風(fēng)機通過生化區(qū)的DO及膜區(qū)的運行情況進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)。（3）運行方式：與A2/O+MBR池排泥、剩余污泥泵及撇水池協(xié)調(diào)運行。采用業(yè)內(nèi)優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)方案。4KV（line/line）電源線，177。三、系統(tǒng)設(shè)置系統(tǒng)組成全廠自動化控制系統(tǒng)遵循“分散控制、集中監(jiān)控、危險分散、數(shù)據(jù)共享”，由水質(zhì)在線自動化檢測和控制系統(tǒng)，以及過程數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)三大部分組成。（四）、數(shù)據(jù)輸出功能根據(jù)監(jiān)控采集到的數(shù)據(jù)，生成全廠的生產(chǎn)工藝流程實時動態(tài)圖，給操作人員提供清晰、友善的人機界面，反映生產(chǎn)工藝流程的實時數(shù)據(jù)，完成報警、歷史數(shù)據(jù)、歷史趨勢曲線的顯示和查詢。人機界面：在顯示器上動態(tài)顯示全廠各工藝設(shè)備的實時運行工況，過程控制的運行趨勢，各處理環(huán)節(jié)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)指標(biāo)，使生產(chǎn)管理人員一目了然當(dāng)前全廠生產(chǎn)運行情況?！爸锌亍庇芍锌厥覂?nèi)操作人員在上位機上實現(xiàn)對設(shè)備的啟停。對于液位參數(shù)顯示和報警用棒圖方式，以便精確查閱某個時間內(nèi)的趨勢。而且好氧系統(tǒng)作為整個污水處理工藝能量消耗的大戶，它的自控系統(tǒng)優(yōu)化程度越高，整個污水處理工藝的運行費用也會越低，這也說明了自控系統(tǒng)在整個處理工藝中的重要性。從規(guī)模來看三種系統(tǒng)所適用的規(guī)模是不同。通訊網(wǎng)絡(luò)選擇現(xiàn)場總線系統(tǒng)最主要的特點就是依賴網(wǎng)絡(luò)通訊，分散控制和信號采集，最大程度的減少布線，節(jié)省安裝和維護(hù)費用。因此本工程的采用ProfiBUS－DP網(wǎng)絡(luò)，即用西門子S7系列PLC搭建整個系統(tǒng)。第二種方式是所有的從站都沒有CPU，所有的控制事務(wù)都由主站CPU來完成，通過總線網(wǎng)絡(luò)把命令結(jié)果傳輸?shù)綇恼就瓿?，從站只是遠(yuǎn)程IO。監(jiān)視設(shè)備應(yīng)在兼顧投資的情況下，保證操作管理人員可以對整個污水處理廠全面直觀的監(jiān)視與控制。第二種方式的造價要遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)做法。隨著監(jiān)控軟件的供應(yīng)商對INTERNET技術(shù)的不斷應(yīng)用開發(fā)，監(jiān)控軟件都可以通過局域網(wǎng)或INTERNET廣域網(wǎng)進(jìn)行信息發(fā)布，管理層或授權(quán)用戶在任何可以上INTERNET網(wǎng)的地方便可瀏覽運行狀況。另外，從工藝控制角度看，省去了一些不影響工藝運行要求的在線儀表，如ORP計、氣體流量計等。投資本工程自控系統(tǒng)的預(yù)算費用約占污水處理廠總投資的5%左右。同樣，中央控制室主機的控制命令也可通過上述高速總線傳送到現(xiàn)場PLC的測控終端，實施各單元的分散控制。據(jù)此可保證控制和數(shù)據(jù)采集的高可靠性。2．根據(jù)采集到的信息，建立各類信息數(shù)據(jù)庫并對各類工藝參數(shù)值作出趨勢曲線（歷史數(shù)據(jù)），供調(diào)度員分析比較，以便找出污水處理廠的最佳運行規(guī)律，分析事故原因，改進(jìn)管理方法，保證出水水質(zhì)，提高經(jīng)濟效益。報警對象、內(nèi)容、時間應(yīng)列表記錄及打印。設(shè)備的控制方式如下：現(xiàn)場手動模式：設(shè)備的現(xiàn)場控制箱或MCC控制柜上的“就地/遠(yuǎn)程”開關(guān)選擇“就地”方式時，通過現(xiàn)場控制箱或MCC控制柜上的按鈕實現(xiàn)對設(shè)備的啟/停、開/關(guān)操作。手動方式是操作人員的專有權(quán)利，因為過程連鎖在此模式下無效；而自動模式下，安全連鎖是有效的，并限制操作的可能性，可防止非正常狀態(tài)下運行。同，系統(tǒng)累積各個水泵的運行時間，自動輪換水泵，保證各水泵累積運行時間基本相等，使其保持最佳運行狀態(tài)。當(dāng)水位值達(dá)到設(shè)定值時，自動關(guān)閉進(jìn)水閥，停止進(jìn)水。．潷水器控制潷水器設(shè)置兩種控制方式：時間控制和液位控制，通過設(shè)定時間來控制潷水器的運行，當(dāng)池內(nèi)液位達(dá)到設(shè)定最低值而設(shè)定的潷水器的運行時間還沒結(jié)束時，PLC將執(zhí)行液位控制，停止?jié)鲃幼鳌Ｎ勰嗝撍^程按污泥脫水系統(tǒng)自身PLC預(yù)先編制的程序控制運行。明確節(jié)點間的通信關(guān)系，可實現(xiàn)現(xiàn)場儀表與PLC之間、PLC與監(jiān)控計算機之間，以及計算機與計算機之間的數(shù)據(jù)通信。實時數(shù)據(jù)采集：將現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)送入計算機，并置入實時數(shù)據(jù)庫的相應(yīng)位置。包括：在線與歷史數(shù)據(jù)預(yù)處理、各種統(tǒng)計控制圖、直方圖、事件觸發(fā)采樣、在線報警、過程能力分析、分析記錄等。3．方便性儀表在使用時具有安裝操作方便、簡單易學(xué)、界面清楚、功能實用，維護(hù)人員可以很方便的對儀表進(jìn)行維護(hù)、檢修等