【文章內(nèi)容簡介】 、操作，另外設(shè)置一臺工程師站，除可用于操作員操作外，同時裝備有組態(tài)軟件開發(fā)版，進行系統(tǒng)開發(fā)、參數(shù)修改等。而且，操作站與工程師站可互為熱備操作。 ? 工程師站連有彩色噴墨打印機一臺，可打印精美的報表文件。操作員站連接有黑白激光打印機，可打印日常文件； ? 視頻監(jiān)控計算機為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心，可觀察各監(jiān)視點圖像并控制攝像機及云臺轉(zhuǎn)動； ? 視頻監(jiān)控計算機與過程監(jiān)控計算機可以實現(xiàn)聯(lián)動。當 RTU檢測到異常點，可通過視頻監(jiān)控計算機，命令視頻編碼 與控制器 VIP，調(diào)用與相關(guān)設(shè)備對應(yīng)的云臺位置及攝像機焦距信息，迅速定位并監(jiān)視相關(guān)設(shè)備。 ? 模擬屏顯示系統(tǒng)采用串行通訊方式連接， 9600BPS，計算機處理負荷較輕，單獨設(shè)置一臺模擬屏控制計算機負責顯示輸出并不經(jīng)濟，本方案中，由視頻監(jiān)控計算機同時負責對模擬屏顯示系統(tǒng)的操作。視頻監(jiān)控計算機，配置具有隔離與ESD保護功能的工業(yè)雙 RS422/485通信卡，相比較 RS232串口，可以顯著提高通訊抗干擾性和可靠性。 ? 在模擬顯示系統(tǒng)中，在模擬屏的左側(cè)設(shè)計放置一臺電動投影屏，配置一臺高流明度投影儀，其輸出由視頻監(jiān)控計算機上 的雙頭顯示卡副口驅(qū)動，可以大屏幕120寸顯示系統(tǒng)監(jiān)視與監(jiān)控圖象，充分利用最新科技技術(shù)，體現(xiàn)視覺美觀和實用性。 ? 由于視頻監(jiān)控計算機需存儲大量圖像，因此對其硬盤容量提出較高要求，且為了適應(yīng)視頻監(jiān)控、驅(qū)動模擬屏顯示的任務(wù)，視頻監(jiān)控計算機選用配置較高的服務(wù)器。為此，我們采用大容量硬盤陣列， 3塊 ，熱插拔，總?cè)萘窟_ 100G。并保留擴展空間，可以今后擴展 39塊。 ? 在我們的體系結(jié)構(gòu)中沒有使用 MRTU， MRTU作為主從式通訊方式中的主站，所有 RTU數(shù)據(jù)都需要經(jīng)過 MRTU，從而使 MRTU會成為整個監(jiān)控系統(tǒng)可靠性 的瓶頸，大大降低整個系統(tǒng)的可靠性。而本方案中所有 RTU直接連接于光纜環(huán)網(wǎng)，操作站與工程師站通過光纜環(huán)網(wǎng)、設(shè)備驅(qū)動程序直接與 RTU通訊或操作，并互為冗余，保證了系統(tǒng)可靠性。 ? 服務(wù)器配置 SCSI熱插拔硬盤，光盤刻錄機，視頻監(jiān)控計算機所記錄的視頻信息，通過熱插拔硬盤，在服務(wù)器刻錄為光盤，便于記錄與科學管理。 分監(jiān)控中心 為了保證污水處理過程的安全可靠和生產(chǎn)的連續(xù)性，提高自動化水平，并適應(yīng)氧化溝污水處理工藝，控制系統(tǒng)采用 PLC。分監(jiān)控中心設(shè)服務(wù)器、工程師站、操作員站、視頻監(jiān)控計算機、打印機、 UPS 電源、模擬屏、投影 儀，對工藝設(shè)備實施自動控制并對生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)進行數(shù)據(jù)采集，現(xiàn)場為 3 個現(xiàn)場 RTU。 工程師站對整個系統(tǒng)進行開發(fā)，參數(shù)修改等；操作員站，可通過各種畫面監(jiān)視全廠工藝參數(shù)變化，設(shè)備運行情況、故障發(fā)生情況。顯示器中的畫面包括：各構(gòu)筑物工藝流程畫面、各工藝參數(shù)畫面、工藝參數(shù)變化趨勢圖、故障指示畫面、設(shè)備運行狀態(tài)畫面等，兩臺計算機處于熱備狀態(tài)。 污水處理工程監(jiān)控通訊系統(tǒng)技術(shù)方案建議書 浙江浙大中自集成控制股份有限公司 Tel： 057187969571， 87969572 Fax： 057187969570 9 分監(jiān)控室內(nèi)設(shè)兩臺打印機，其中一臺為彩色打印機，可隨時打印所需要的各種資料以及圖形，并可定時打印日報、周報、月報表等，另一臺為黑白打印機。 根據(jù)污水處理的分區(qū)在廠內(nèi)設(shè)數(shù)個現(xiàn)場 控制站，分別負責水區(qū)、泥區(qū)和排海泵站的工藝參數(shù)的采集、設(shè)備運行和控制等。 ? 分監(jiān)控室設(shè)置一臺服務(wù)器，提供數(shù)據(jù)存儲、管理功能，這可大大提高系統(tǒng)運行的可靠性與安全性，同時負責廠區(qū)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)管理，提供 web服務(wù)； ? 分監(jiān)控室設(shè)置一臺操作員站，上面裝有組態(tài)軟件運行版，用于操作員進行生產(chǎn)管理、操作，另外設(shè)置一臺工程師站，除可用于操作員操作外，同時裝備有組態(tài)軟件開發(fā)版，用于對整個系統(tǒng)進行開發(fā)、參數(shù)修改等。利用操作站所運行操作系統(tǒng)的多任務(wù)、多用戶性，用這兩臺機器可完全實現(xiàn)互為熱備操作。一般來說，工程師站并不會有非常頻繁的設(shè)計工作 ，這樣可保證在通常生產(chǎn)情況下，有兩臺機器可用于生產(chǎn)操作，這樣僅用一臺操作站和一臺工程師站的方案就完全實現(xiàn)控制系統(tǒng)的可靠性要求。 ? 操作員站和工程師站均各配備一臺 21寸彩顯，可實現(xiàn)對計算機控制系統(tǒng)所要求的顯示功能。 ? 與主監(jiān)控系統(tǒng)類似，在分監(jiān)控系統(tǒng)的模擬顯示系統(tǒng)右側(cè)設(shè)置一塊電動投影屏幕及高流明度投影機，其輸出由分監(jiān)控系統(tǒng)的視頻監(jiān)控計算機控制。 ? 模擬屏顯示系統(tǒng)采用串行通訊方式連接， 9600BPS，本方案中，由視頻監(jiān)控計算機同時負責對模擬屏顯示系統(tǒng)的操作。視頻監(jiān)控計算機，配置具有隔離與ESD保護功能的工業(yè)雙 RS422/485通信卡，相比較 RS232串口，顯著提高通訊抗干擾性和可靠性。 ? 模擬屏顯示系統(tǒng)不適合用 PLC來直接控制，由于模擬屏上有大量的 LED燈需要驅(qū)動，則需要大量數(shù)字輸出及驅(qū)動，而且數(shù)值顯示量通過通訊下達到 PLC， PLC轉(zhuǎn)換為模擬量，再經(jīng)數(shù)顯表轉(zhuǎn)化為數(shù)字量顯示，既非常繁瑣、效率低下，也無必要。 工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng) CCTV 電視監(jiān)控是完善泵站和污水處理廠監(jiān)控系統(tǒng)的重要手段之一，設(shè)在泵站的各監(jiān)視點采用進口高清晰度彩色攝像機及電動三可變鏡頭，并配以云臺，可將各泵站和處理廠的圖像信號顯示在監(jiān)視器上。通過視頻監(jiān)控計算 機調(diào)整云臺和變焦鏡頭，可清晰地查看到泵站內(nèi)設(shè)備運行情況。視頻、語音信號和云臺控制數(shù)據(jù)由 VIP(Video IP)發(fā)射機打包，按 TCP/IP 協(xié)議在以太網(wǎng)上傳送實時視頻，重要圖像可由視頻監(jiān)控計算機在磁盤存儲記錄以備查。 分監(jiān)控室設(shè)視頻監(jiān)控計算機，在污水廠的各監(jiān)視點設(shè)進口高清晰度彩色攝像機、電動三可變鏡頭且配有云臺，視頻信號通過光纖以太環(huán)網(wǎng)輸出到視頻監(jiān)控計算機，將處理廠內(nèi)各工段監(jiān)視圖像顯示在視頻監(jiān)控計算機的 21”顯示器上或投影儀，通過視頻監(jiān)控計算機的視頻監(jiān)控軟件調(diào)整云臺和變焦鏡頭，可清晰地查看到各監(jiān)視點設(shè)備運行情 況，同時重要圖像可由硬盤記錄圖像備查。各監(jiān)視點的視頻信號通過主、分監(jiān)控室間的高速以太網(wǎng)交換機送到主監(jiān)控室。 ? CCTV監(jiān)控系統(tǒng)包括攝像機、鏡頭、配套云臺、云臺編碼器、 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 浙江浙大中自集成控制股份有限公司 Tel： 057187969571， 87969572 Fax： 057187969570 10 計算機。 ? 運行于主、分監(jiān)控室視頻監(jiān)控計算機的視頻管理軟件 PROVILOOK可以切換查看各監(jiān)視點圖像，靈活方便地控制泵站和污水廠攝像機云臺的轉(zhuǎn)角和仰角，控制泵站攝像機的焦距，可以宏觀和微觀地監(jiān)視泵站和污水處理廠的實時運行圖像。 ? 模擬屏顯示系統(tǒng) 模擬屏采用地圖屏顯示方式，動態(tài)流動光帶流動顯示污水總管，高亮 LED 三色顯示各泵站的泵組 、閘門、格柵機等設(shè)備的運行狀況，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)控室配置一臺高流明度投影機及 150 寸電動投影屏幕，用于靈活顯示視頻監(jiān)控信號、工藝流程或重要畫面。 同時在分監(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工藝設(shè)備的運行狀態(tài)和故障狀態(tài)，模擬屏顯示由視頻監(jiān)控計算機控制，分監(jiān)控室同時設(shè)高流明度投影機一臺和 100 寸電動投影屏幕，以方便顯示監(jiān)視點視頻信息、工藝流程或重要畫面。 污水處理工程監(jiān)控通訊系統(tǒng)技術(shù)方案建議書 浙江浙大中自集成控制股份有限公司 Tel： 057187969571， 87969572 Fax： 057187969570 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)個現(xiàn)場控制分站，分別負責水區(qū)、泥區(qū)和排海泵站的工藝參數(shù)的采集、設(shè)備運行的控制。 ? 現(xiàn)場控制站的 RTU采用國際知名公司的 PLC。 ? 每個現(xiàn)場控制站均配有攝像機、鏡頭和云臺，經(jīng) VIP編碼實現(xiàn)視頻監(jiān)控。 ? 每個現(xiàn)場控制站均配有電源防雷保護器。 ? 每個現(xiàn)場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)為二級分布式控制系統(tǒng)，中央計算機為第一級，污水廠的 RTU 控制器為第二級，采用分散控制、集中管理的方式，從控制方式上看，可以分為三級控制：人工控制、 RTU 自動控制、計算機遠程遙控，下面分別加以說明。 一、人工控制 當污水廠處于檢修、手動工況時采用人工控制方式。操作人員通過污水廠操作臺上的操作按鈕，啟動或停止相關(guān)的設(shè)備， RTU 只檢測設(shè)備的運行工況、生產(chǎn)數(shù)據(jù)和故障判斷，并 送中央控制計算機進行顯示，不進行故障保護控制。 二、自動控制 就地 RTU 采集現(xiàn)場數(shù)據(jù) (如液位、流量、壓力和溶解氧濃度等 )，經(jīng)分析處理，自動控制現(xiàn)場的機械設(shè)備如閥、格柵、轉(zhuǎn)碟和泵等。它主要包括： RTU 對氧化溝溶解氧濃度的自動控制， RTU 對機械格柵清污的自動控制， RTU 對回流污泥的自動控制，故障監(jiān)測和保護控制。其詳細的控制策略見下一節(jié)。 三、計算機遠程連接方式 操作人員在中央監(jiān)控計算機上通過盤發(fā)布控制指令至各個現(xiàn)場 RTU 控制器，遠程遙控各現(xiàn)場設(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)是一個系 統(tǒng)工程。首先應(yīng)著眼全局制定出整體控制策略，而對局部的重要參數(shù)又要有具體的控制方案。本項目提出如下方案： 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方面： 污水處理工程監(jiān)控通訊系統(tǒng)技術(shù)方案建議書 浙江浙大中自集成控制股份有限公司 Tel： 057187969571， 87969572 Fax： 057187969570 12 ? 在整個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)確保整個污水處理系統(tǒng)的安全運行 —— 安全控制。 1) 物流平衡控制 物流不平衡，一定會造成局部地區(qū)的滿溢和抽干，進而引起更大事故。物流是否平衡即反映在液位。因而本設(shè)計中，除污水廠中個別裝置是通過溢 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 號泵站的排水流量盡量平穩(wěn)。為此本項目在設(shè)計 6 號泵站液位控制系統(tǒng)時作了特殊考慮，使在新啟動一臺泵時，出口電動閘閥聯(lián)動以減少流量的突變。 2）質(zhì)量控制 這主要反映在對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。原則上講這些指標通過檢測均能實現(xiàn)自動控制。但目前限于控制手段，極大多數(shù)指標 僅處于自動監(jiān)測、人工操作階段。本方案設(shè)計有氧化溝溶解氧自動閉環(huán)控制，活性污泥回流比自動控制。 3）安全控制 這包括工藝過程的安全運行和設(shè)備的安全運行兩個方面。前者如高水位、高泥位報警，低水位、低泥位停機泵等；后者如電機過載、缺相、軸溫超高、泄漏等的報警和保護。 氧化溝溶解氧控制 一座氧化溝設(shè)置有 3 臺溶解氧分析儀， 18 臺轉(zhuǎn)碟（其中 6 臺可變頻調(diào)速）。溶解氧的控制可有兩種方案：一種是由 2 臺可調(diào)速轉(zhuǎn)碟和 4 臺二級調(diào)速轉(zhuǎn)碟與一臺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 3 臺溶解氧分析儀的檢測信號先進行前置處理，包括信號可靠性分析和信號平滑濾波等，得到一個較為正確的平均信號值。然后按此值同時去控制 6 臺可變頻調(diào)速的轉(zhuǎn)碟和 12 臺二級調(diào)速轉(zhuǎn)碟。第一種方案，調(diào)節(jié)響應(yīng)較快，也有利于整個氧化溝中溶解氧的均勻分布，但對溶解氧分析儀的可靠性要求較高，必須每臺正確。而第二種方案則相反，只要其中一臺溶解氧分析儀可靠即能實現(xiàn)正常自動運行。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，在運行時可由操作人員切換設(shè)置。（圖見下頁） 初沉池污泥泵房前池泥位控制 初沉污泥泵房共兩座 ，每座泵房內(nèi)設(shè)兩臺進泥泵。進泥管上各設(shè)一個進泥閥，泵房前池內(nèi)設(shè)置高低泥位開關(guān)。泵房前池泥位控制策略為：按時間周期控制泵和閥的啟停。而時間周期的設(shè)定修正有兩種方式： ①人工設(shè)定； ②按泥位開關(guān)的動作來作出修正。 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 浙江浙大中自集成控制股份有限公司 Tel： 057187969571， 87969572 Fax： 057187969570 13 A 泵運行 B泵 運行 A 泵