【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 點(diǎn)的視頻信號(hào)通過(guò)主、分監(jiān)控室間的高速以太網(wǎng)交換機(jī)送到主監(jiān)控室。 ? CCTV監(jiān)控系統(tǒng)包括攝像機(jī)、鏡頭、配套云臺(tái)、云臺(tái)編碼器、 VIP和視頻監(jiān)控 污水處理 工程監(jiān)控通訊系統(tǒng)技術(shù)方案建議書(shū) 10 計(jì)算機(jī)。 ? 運(yùn)行于主、分監(jiān)控室視頻監(jiān)控計(jì)算機(jī)的視頻管理軟件 PROVILOOK可以切換查看各監(jiān)視點(diǎn)圖像， 靈活方便地控制泵站和污水廠攝像機(jī)云臺(tái)的轉(zhuǎn)角和仰角，控制泵站攝像機(jī)的焦距，可以宏觀和微觀地監(jiān)視泵站和污水處理廠的實(shí)時(shí)運(yùn)行圖像。 ? 模擬屏顯示系統(tǒng) 模擬屏采用地圖屏顯示方式，動(dòng)態(tài)流動(dòng)光帶流動(dòng)顯示污水總管，高亮 LED 三色顯示各泵站的泵組、閘門、格柵機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行狀況，數(shù)碼管顯示各泵站的液位、流量、總管壓力等參數(shù)，并顯示時(shí)間、天氣。 模擬屏配置和特性： 屏面尺寸： 12500 3500 550mm 接口形式：采用 RS422/RS485 接口以提高串口通信可靠性和抗干擾性。 刷新時(shí)間：小于 10S。 發(fā)光器件：為高 亮度發(fā)光 LED，紅、綠、黃三色顯示，有常亮、閃爍、熄滅三種顯示狀態(tài)。 發(fā)光器件壽命： 17000h。 主監(jiān)控室配置一臺(tái)高流明度投影機(jī)及 150 寸電動(dòng)投影屏幕，用于靈活顯示視頻監(jiān)控信號(hào)、工藝流程或重要畫(huà)面。 同時(shí)在分監(jiān)控室內(nèi)設(shè)一塊大型模擬顯示屏，屏面尺寸為 6000 2600 550mm，顯示全廠工藝流程和各個(gè)工藝設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和故障狀態(tài)，模擬屏顯示由視頻監(jiān)控計(jì)算機(jī)控制，分監(jiān)控室同時(shí)設(shè)高流明度投影機(jī)一臺(tái)和 100 寸電動(dòng)投影屏幕，以方便顯示監(jiān)視點(diǎn)視頻信息、工藝流程或重要畫(huà)面。 污水處理 工程監(jiān)控通訊系統(tǒng)技術(shù)方案建議書(shū) 11 第三章 污水處理廠控制系統(tǒng)構(gòu)成與配置 控制系統(tǒng)的構(gòu)成 污水處理廠內(nèi)設(shè)有數(shù)個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制分站，分別負(fù)責(zé)水區(qū)、泥區(qū)和排海泵站的工藝參數(shù)的采集、設(shè)備運(yùn)行的控制。 ? 現(xiàn)場(chǎng)控制站的 RTU采用國(guó)際知名公司的 PLC。 ? 每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站均配有攝像機(jī)、鏡頭和云臺(tái)，經(jīng) VIP編碼實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控。 ? 每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站均配有電源防雷保護(hù)器。 ? 每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站均配有不間斷電源 UPS。 控制方案 污水廠監(jiān)控系統(tǒng)的控制方式 本監(jiān)控系統(tǒng)為二級(jí)分布式控制系統(tǒng)，中央計(jì)算機(jī)為第一級(jí)，污水廠的 RTU 控制器為第二級(jí)，采用分散控制、集中管理的方式，從控制方式上看，可以分為三級(jí)控制： 人工控制、 RTU 自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程遙控，下面分別加以說(shuō)明。 一、人工控制 當(dāng)污水廠處于檢修、手動(dòng)工況時(shí)采用人工控制方式。操作人員通過(guò)污水廠操作臺(tái)上的操作按鈕，啟動(dòng)或停止相關(guān)的設(shè)備， RTU 只檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行工況、生產(chǎn)數(shù)據(jù)和故障判斷，并送中央控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示，不進(jìn)行故障保護(hù)控制。 二、自動(dòng)控制 就地 RTU 采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù) (如液位、流量、壓力和溶解氧濃度等 )，經(jīng)分析處理，自動(dòng)控制現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)械設(shè)備如閥、格柵、轉(zhuǎn)碟和泵等。它主要包括： RTU 對(duì)氧化溝溶解氧濃度的自動(dòng)控制， RTU 對(duì)機(jī)械格柵清污的自動(dòng)控制， RTU 對(duì)回流污泥的自動(dòng)控制，故障監(jiān)測(cè)和保護(hù)控制。其詳細(xì)的控制策略見(jiàn)下一節(jié)。 三、計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程連接方式 操作人員在中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)上通過(guò)盤發(fā)布控制指令至各個(gè)現(xiàn)場(chǎng) RTU 控制器，遠(yuǎn)程遙控各現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的工作。 污水廠監(jiān)控系統(tǒng)的控制策略 污水處理系統(tǒng)是一個(gè)系統(tǒng)工程。首先應(yīng)著眼全局制定出整體控制策略，而對(duì)局部的重要參數(shù)又要有具體的控制方案。本項(xiàng)目提出如下方案： 整體控制策略 污水處理系統(tǒng)的基本目的是收集污水并加以處理后排水出海。因而從整體角度，其控制策略主要包括三個(gè)方面： 污水處理 工程監(jiān)控通訊系統(tǒng)技術(shù)方案建議書(shū) 12 ? 在整個(gè)流程中必須做到物流平衡 —— 物流平衡控制。 ? 排海污水應(yīng)滿足排放質(zhì)量 —— 質(zhì)量控制。 ? 應(yīng)確保整個(gè)污水處理系統(tǒng)的安全運(yùn)行 —— 安全控制。 1) 物流平衡控制 物流不平衡，一定會(huì)造成局部地區(qū)的滿溢和抽干，進(jìn)而引起更大事故。物流是否平衡即反映在液位。因而本設(shè)計(jì)中，除污水廠中個(gè)別裝置是通過(guò)溢流維持液位外，所有液位（或泥位）均設(shè)置了控制系統(tǒng)。 在物流控制中往往還有物流變化盡量平穩(wěn)的要求。如 6 號(hào)泵站的下游是污水處理廠。為了取得良好的污水處理效果，希望 6 號(hào)泵站的排水流量盡量平穩(wěn)。為此本項(xiàng)目在設(shè)計(jì) 6 號(hào)泵站液位控制系統(tǒng)時(shí)作了特殊考慮，使在新啟動(dòng)一臺(tái)泵時(shí)，出口電動(dòng)閘閥聯(lián)動(dòng)以減少 流量的突變。 2）質(zhì)量控制 這主要反映在對(duì)污水處理廠的控制上，如氧化溝中的溶解氧控制，活性污泥回流比控制，排海泵站 pH、 COD/BOD、 SS 和 TP 的控制等。原則上講這些指標(biāo)通過(guò)檢測(cè)均能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。但目前限于控制手段，極大多數(shù)指標(biāo)僅處于自動(dòng)監(jiān)測(cè)、人工操作階段。本方案設(shè)計(jì)有氧化溝溶解氧自動(dòng)閉環(huán)控制，活性污泥回流比自動(dòng)控制。 3）安全控制 這包括工藝過(guò)程的安全運(yùn)行和設(shè)備的安全運(yùn)行兩個(gè)方面。前者如高水位、高泥位報(bào)警，低水位、低泥位停機(jī)泵等；后者如電機(jī)過(guò)載、缺相、軸溫超高、泄漏等的報(bào)警和保護(hù)。 氧 化溝溶解氧控制 一座氧化溝設(shè)置有 3 臺(tái)溶解氧分析儀， 18 臺(tái)轉(zhuǎn)碟（其中 6 臺(tái)可變頻調(diào)速）。溶解氧的控制可有兩種方案：一種是由 2 臺(tái)可調(diào)速轉(zhuǎn)碟和 4 臺(tái)二級(jí)調(diào)速轉(zhuǎn)碟與一臺(tái)溶解氧分析儀組成一套控制系統(tǒng)，這樣一座氧化溝有三套控制系統(tǒng)。另一種方案是對(duì) 3 臺(tái)溶解氧分析儀的檢測(cè)信號(hào)先進(jìn)行前置處理，包括信號(hào)可靠性分析和信號(hào)平滑濾波等，得到一個(gè)較為正確的平均信號(hào)值。然后按此值同時(shí)去控制 6 臺(tái)可變頻調(diào)速的轉(zhuǎn)碟和 12 臺(tái)二級(jí)調(diào)速轉(zhuǎn)碟。第一種方案，調(diào)節(jié)響應(yīng)較快，也有利于整個(gè)氧化溝中溶解氧的均勻分布，但對(duì)溶解氧分析儀的可靠性要求較高，必須每臺(tái)正確。 而第二種方案則相反，只要其中一臺(tái)溶解氧分析儀可靠即能實(shí)現(xiàn)正常自動(dòng)運(yùn)行。由于二種方案各有利弊，本方案在 PLC 軟件中兼有這兩種方案，在運(yùn)行時(shí)可由操作人員切換設(shè)置。（圖見(jiàn)下頁(yè)） 初沉池污泥泵房前池泥位控制 初沉污泥泵房共兩座，每座泵房?jī)?nèi)設(shè)兩臺(tái)進(jìn)泥泵。進(jìn)泥管上各設(shè)一個(gè)進(jìn)泥閥，泵房前池內(nèi)設(shè)置高低泥位開(kāi)關(guān)。泵房前池泥位控制策略為：按時(shí)間周期控制泵和閥的啟停。而時(shí)間周期的設(shè)定修正有兩種方式： ①人工設(shè)定； ②按泥位開(kāi)關(guān)的動(dòng)作來(lái)作出修正。 如下圖所示： 污水處理 工程監(jiān)控通訊系統(tǒng)技術(shù)方案建議書(shū) 13 A 泵運(yùn)行 B泵 運(yùn)行 A 泵運(yùn)行△T周期 進(jìn)泥泵運(yùn)行時(shí)間示意圖 進(jìn)水 回流污泥二沉池PLC二級(jí)調(diào)速轉(zhuǎn)碟溶解氧濃度轉(zhuǎn)碟啟停信號(hào)可變頻調(diào)速轉(zhuǎn)碟 氧化溝溶解氧控制示意圖 若高位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，一方面立即啟動(dòng)第二臺(tái)泵，另一方面修正時(shí)間周期的設(shè)定，使間隔△ T 減?。ā?T 可“正”可“負(fù)”，“負(fù)”表示兩臺(tái)污泥泵同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)）。若低位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，則相反。 回流污泥控制 回流污泥系統(tǒng)把二沉池中沉淀下來(lái)的絕大部分活性污泥再回流到氧化溝，以保證氧化溝中有足夠的微生物濃度?；亓魑勰嗔亢突亓鞅仁腔钚晕勰嘞到y(tǒng)的重要工藝參數(shù)。 這里的回流比 R 是指回流污泥量 Qr 與入流污水量 Q 之比，即rR??；亓飨到y(tǒng)的控制有三種方式：①保持回流量 Qr 恒定；②保持回流比恒定；③定期或隨時(shí)調(diào)節(jié)回流量 Qr 及回流比 R，使系統(tǒng)狀態(tài)處于最佳。 第①種方式只適用于入流污水量 Q 相對(duì)較穩(wěn)定的情況。若 Q 變化較大，會(huì)出現(xiàn)一系列的問(wèn)題。它導(dǎo)致活性污泥量在氧化溝和二沉池內(nèi)的不合理分配。而若能保持回流比 R 恒定（即第②種方式），在剩余污泥排放量基本不變的情況下，可保持活性污泥濃度、有機(jī)負(fù)荷以及二沉池內(nèi)泥位的基本恒定，不隨入流污水量 Q 的變化而變化，從而保證相對(duì)穩(wěn)定的處理效果。第③種方式是一種比較理想的方式。 污水處理 工程監(jiān)控通訊系統(tǒng)技術(shù)方案建議書(shū) 14 如利用回 流污泥濃度 RSS 和混合液濃度 MLSS 來(lái)調(diào)節(jié)回流比，MLSSRSSMLSSRr ??。第③種控制方式的缺點(diǎn)主要在于操作上的復(fù)雜性以及可靠性的降低。如由于控制系統(tǒng)中直接引入污泥和混合液的濃度信號(hào)，故大大提高了對(duì)濃度計(jì)可靠性的要求。 本標(biāo)采用第②種和第③種相結(jié)合的方式。將整個(gè)控制任務(wù)分成二部分：一部分是恒定回流比控制；另一部分是回流比設(shè)定值修正。 ? 恒定回流比控制 該方案需測(cè)取污泥回流量和入流水量，操縱手段是調(diào)節(jié)回流污泥量。該系統(tǒng)在“過(guò)程控制”中屬于“比值控制”的范疇。為了避免除法器的非線性造成控制系 統(tǒng)穩(wěn)定性的變化，不宜采用直接計(jì)算比值組成比值單回路控制的方式。而宜采用乘法器的方案，即將回流比設(shè)定信號(hào)與入流流量 Q 相乘后作為回流污泥控制回路的設(shè)定值。 ? 回流比的設(shè)定值修正 回流比的設(shè)定值可由人工設(shè)定，也可由濃度計(jì)按上面算式的計(jì)算值 Rr 來(lái)設(shè)定。當(dāng)確信計(jì)算值 Rr 合適時(shí)，可實(shí)現(xiàn)在線修正回流比的控制。當(dāng)對(duì)計(jì)算值 Rr 不夠確信時(shí)，則加入人工判斷后定時(shí)修正設(shè)定值。其原理圖如下。 入流水流量 二沉池運(yùn)算單元RSSMLSS控制器PLCRrQ剩余污泥回流污泥泵Qr 活性污泥回流比控制示意圖 選用產(chǎn)品技術(shù)性能 污水廠控制系統(tǒng)的儀器儀表產(chǎn)品技術(shù) 性能見(jiàn)附件。 污水處理 工程監(jiān)控通訊系統(tǒng)技術(shù)方案建議書(shū) 15 第四章 泵站控制系統(tǒng)構(gòu)成與配置 控制系統(tǒng)的構(gòu)成 污水處理工程控制系統(tǒng)共有 11 個(gè)提升泵站。 ? 每個(gè)泵站均由 RTU進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和控制。 ? 每個(gè)泵站的 RTU配有 IP電話機(jī)，實(shí)現(xiàn)電話通訊功能。 ? 每個(gè)泵站均配有攝像機(jī)、鏡頭和云臺(tái)，經(jīng) VIP編碼實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控。 ? 每個(gè)泵站的 RTU均配有電源防雷保護(hù)器。 ? 泵站的控制系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)圖見(jiàn)圖 4－ 1至圖 4－ 17。 ? 泵站的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖 4－ 18。 由于 1?！?6＃泵站的電氣設(shè)備較多，我方建議通過(guò)智能巡檢儀、智能電量參數(shù)綜合檢測(cè)儀或 PLC 構(gòu)成一個(gè)智能低壓供、配電系統(tǒng)，并 通過(guò) RS485 與 RTU 通訊，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的檢測(cè)與控制。該智能低壓供、配電系統(tǒng)的功能有①負(fù)荷管理：包括電能量分時(shí)、分段累計(jì)，根據(jù)用戶要求計(jì)算網(wǎng)內(nèi)電費(fèi)，根據(jù)電網(wǎng)狀況自動(dòng)分配負(fù)荷，諧波分析；②保護(hù)和報(bào)警：測(cè)量量限值報(bào)警，事故報(bào)警和系統(tǒng)事件報(bào)警，事件順序記錄，故障錄波，保護(hù)整定和保護(hù)數(shù)據(jù)讀取，故障診斷；③信息統(tǒng)計(jì)：報(bào)表生成、編輯、打印，開(kāi)關(guān)分合、接觸器動(dòng)作次數(shù)統(tǒng)計(jì)；④維護(hù)與檢修：根據(jù)設(shè)備的實(shí)際使用時(shí)間、動(dòng)作次數(shù)，合理安排檢修計(jì)劃、發(fā)出檢修提示，遠(yuǎn)方計(jì)算機(jī)通信和系統(tǒng)遠(yuǎn)程維護(hù)。 控制方案 泵站監(jiān)控系 統(tǒng)的控制方式 本監(jiān)控系統(tǒng)為二級(jí)分布式控制系統(tǒng)，中央計(jì)算機(jī)為第一級(jí)，各泵站的 RTU 控制器為第二級(jí)，采用分散控制、集中管理的方式，從控制方式上看，可以分為三級(jí)控制：人工控制、 RTU 自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程遙控，下面分別加以說(shuō)明。 一、人工控制 當(dāng)泵站處于檢修、手動(dòng)工況時(shí)采用人工控制方式。操作人員通過(guò)泵站操作臺(tái)上的操作按鈕，啟動(dòng)或停止相關(guān)的設(shè)備， RTU 只檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行工況、生產(chǎn)數(shù)據(jù)和故障判斷，并送中央控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示，不進(jìn)行故障保護(hù)控制。 二、自動(dòng)控制 就地 RTU 采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù) (如液位、流量、壓力等 )，經(jīng)分析處理，自 動(dòng)控制現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)械設(shè)備如泵，閥和格柵等。它主要包括： RTU 對(duì)閘門和啟閉機(jī)的自動(dòng)控制，RTU 對(duì)機(jī)械格柵清污的自動(dòng)控制， RTU 對(duì)泵的自動(dòng)控制，故障監(jiān)測(cè)和保護(hù)控制。其詳細(xì)的控制策略見(jiàn)下一節(jié)。 三、計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程連接方式 操作人員在中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)上通達(dá)鍵盤發(fā)布控制指令至各個(gè)現(xiàn) RTU 控制器， 污水處理 工程監(jiān)控通訊系統(tǒng)技術(shù)方案建議書(shū) 16 遠(yuǎn)程遙控各現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備工作。 泵站監(jiān)控系統(tǒng)控制策略 一、柵渣清除控制 柵渣是格柵上的攔截物。及時(shí)清除柵渣是保證過(guò)柵流速在合理范圍內(nèi)的重要措施，從而能夠使格柵最大程度地發(fā)揮攔截作用，保持最高的攔污效果。格柵除污機(jī)的控制除手動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi) 停外， RTU 控制器可實(shí)現(xiàn)以下幾種控制方式：①按時(shí)間周期啟停。②按格柵前后液位差來(lái)決定啟停。當(dāng)液位差超過(guò)某個(gè)數(shù)值（如 ）時(shí)，啟動(dòng)格柵除污機(jī)；液位差小于某個(gè)值（如 ）時(shí)，停格柵除污機(jī)。③當(dāng)液位差低于某個(gè)值時(shí)，按時(shí)間周期啟停，而當(dāng)液位差高于某個(gè)值時(shí)立即啟動(dòng)并連續(xù)運(yùn)行，直到液位差達(dá)到正常范圍，格柵恢復(fù)按時(shí)間周期運(yùn)行。第①種控制方式與液位差計(jì)的運(yùn)行情況無(wú)關(guān)，可靠性高，但它對(duì)污物負(fù)荷的變化適應(yīng)差。②、③兩種控制方式能適應(yīng)污物負(fù)荷的變化，但需確保液位差計(jì)的良好運(yùn)行。以上幾種控制方式可由操作人員按實(shí)際情況進(jìn)行設(shè) 置。另外，格柵除污機(jī)與螺旋輸送壓榨機(jī)聯(lián)動(dòng)運(yùn)行。在啟動(dòng)格柵機(jī)的同時(shí)啟動(dòng)螺旋輸送壓榨機(jī)。在格柵機(jī)停止后，螺旋輸送機(jī)再運(yùn)行一段時(shí)間，如