【正文】 2臺 運行/停止信號 DI 12 路手/自動信號 DI 12 路故障信號 DI 12 路空壓機2臺 運行/停止信號 DI 12 路手/自動信號 DI 12 路故障信號 DI 12 路螺旋輸送機2臺 運行/停止信號 DI 12 路手/自動信號 DI 12 路故障信號 DI 12 路反沖洗水泵3臺 運行/停止信號 DI 13 路手/自動信號 DI 13 路故障信號 DI 13 路加氯間加氯系統(tǒng)2套 運行/停止信號 DI 12 路手/自動信號 DI 12 路故障信號 DI 12 路啟/停指令 DO 12 路接觸池超聲波液位計1臺 測量信號 AI 11 路故障信號 DI 11 路PH/T測量儀1臺 測量信號 AI 12 路故障信號 DI 11 路濁度測量儀1臺 測量信號 AI 11 路故障信號 DI 11 路全自動取樣器1臺 瓶空信號 DI 11 路瓶滿信號 DI 11 路故障信號 DI 11 路余氯分析儀 測量信號 AI 11 路故障信號 DI 11 路在線氨氮分析儀 測量信號 AI 11 路故障信號 DI 11 路在線磷鹽分析儀 測量信號 AI 11 路故障信號 DI 11 路在線COD分析儀 測量信號 AI 11 路故障信號 DI 11 路電磁流量計1臺 測量信號 AI 11 路故障信號 DI 11 路回用水池消防水泵2臺 運行/停止信號 DI 12 路手/自動信號 DI 12 路故障信號 DI 12 路啟/停指令 DO 12 路3主要的閉環(huán)自動控制系統(tǒng)介紹全廠的設(shè)備均采用自動控制、遙控和就地控制三種控制方式。根據(jù)全廠工藝流程和總平面布置，為了節(jié)省電纜，以就近采集和單元控制為劃分區(qū)域的原則，全廠擬設(shè)兩座分控站。8．設(shè)不間斷電源，保證在發(fā)生停電故障時該系統(tǒng)仍能安全可靠地運行。計算機系統(tǒng)可在線診斷各類故障，查找故障部位并報警。報警的笛聲可以通過鍵盤或觸摸屏解除，閃動的紅光繼續(xù)保持，直至該故障消除，閃動才停止。供生產(chǎn)管理之用，機內(nèi)存儲六個月的信息量。5．自控系統(tǒng)生成的生產(chǎn)報表（班/日/月）內(nèi)容包括運行參數(shù)、水質(zhì)分析、工藝分析、技術(shù)經(jīng)濟分析等。3．操作站以“人機”對話方式指導(dǎo)操作，自動狀態(tài)下，可用鍵盤或鼠標器對有關(guān)設(shè)備進行手動操作（如開/停機操作）。本系統(tǒng)所配置的硬件和軟件可實現(xiàn)如下功能：1．采集全廠各工段的工藝參數(shù)值，電氣參數(shù)值及生產(chǎn)設(shè)備的運行狀態(tài)信息。此外，為了在廠長辦公室內(nèi)的管理計算機可通過局域網(wǎng)及時了解全廠的生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)和水質(zhì)情況。在控制過程中只有兩臺主控計算機有權(quán)對現(xiàn)場分控站PLC發(fā)出控制指令，上層管理計算機只能完成數(shù)據(jù)管理功能。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)。在中控室設(shè)置的兩臺主控計算機，即使當其中一臺出現(xiàn)故障，另一臺也能夠完全獨立地運行。在中心控制室中設(shè)置二套監(jiān)控管理計算機操作站，（包括21”彩色顯示器、功能操作鍵盤、鼠標器、打印機及必須的軟件、接口等），一套上層管理計算機，一套數(shù)據(jù)服務(wù)器，一套不間斷電源，通訊裝置及一塊大型馬賽克模擬屏（64001800mm2）。各分控站與中央控制室之間由高速總線（工業(yè)以太網(wǎng)）連接進行數(shù)據(jù)通訊。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。現(xiàn)場各種數(shù)據(jù)通過PLC采集，并通過現(xiàn)場高速數(shù)據(jù)總線（工業(yè)以太網(wǎng)）傳送到中心控制室操作站OPS集中監(jiān)視和管理。采用這種結(jié)構(gòu)可使生產(chǎn)過程中的信息能夠集中管理，以實現(xiàn)整體操作、管理；同時，也可使生產(chǎn)過程中的控制危險分散，提高系統(tǒng)的可靠性。污水處理廠自控系統(tǒng)是整個污水處理工程的重要組成部分，其設(shè)計好壞與控制設(shè)備選擇是否適當，不僅關(guān)系著自控系統(tǒng)的性價比的高低而且對以后整個污水處理廠運行維護的難易有著重要影響。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。鼓風曝氣控制畫面：鼓風曝氣控制畫面：本自控工程在上位軟件二次開發(fā)過程從人性化角度出發(fā)，提高自控系統(tǒng)的可操作性，使管理者在任意時間和地點可對工藝系統(tǒng)進行全方面的監(jiān)控，及時了解到處理系統(tǒng)運行的優(yōu)劣狀態(tài)。低費用：運行費用低在占全廠能耗90%的原水提升和鼓風曝氣這兩個環(huán)節(jié)上，依托自動控制系統(tǒng)，進水段實現(xiàn)恒液位、變流量控制，由大功率變頻裝置拖動大流量潛污泵，完全涵蓋了5003000m3/h的流量范圍，克服了多臺泵切換啟停，流量突變對后續(xù)工藝的水力沖擊，也達到節(jié)能的目的。如PLC采用西門子S7300系列等。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。自控特點：低投資：投資少本工程除一些精度要求高的在線監(jiān)測儀表(污泥濃度計、溶解氧儀和液位計)為進口儀表外，其余部分在線儀表實現(xiàn)國產(chǎn)化，節(jié)省了一部分投資費用。泵房子站負責提升泵房、粗格柵、細格柵和沉砂池的數(shù)據(jù)處理，脫水機房站除負責脫水機房外，集泥池、濃縮池也歸在該站內(nèi)，其余子站負責各自的工藝單元。筆者認為在資金允許的情況下，應(yīng)對主控制器進行冗余配置。而所使用MS IE瀏覽器的安全性問題已經(jīng)得到解決。自控控制系統(tǒng)與管理層的銜接自控系統(tǒng)操作與污水處理廠管理層的銜接主要是把自動控制系統(tǒng)收集到的全廠信息可以順利傳輸?shù)焦芾韺佑嬎銠C，管理人員可以在線查看污水處理廠的運行狀況并調(diào)用相關(guān)的運行數(shù)據(jù)。監(jiān)控軟件的選擇監(jiān)控軟件是人機交流的橋梁和翻譯，是保證整個自動控制系統(tǒng)易操作、易維護最重要的部分。本工程設(shè)計要求大型設(shè)備都單獨配有自己小型的控制器，由供應(yīng)商根據(jù)自己的經(jīng)驗編制相關(guān)程序并預(yù)留ProfiBus－DP接口，最終成為整個自控系統(tǒng)的一個從站。其它成套設(shè)備的耦合本工程中鼓風機為高速離心風機，脫水機為2000mm帶寬脫水機，均為大型設(shè)備。投影儀可以把所需要的任何畫面進行放大顯示，也可以供人參觀。隨著多屏卡功能的不斷完善，現(xiàn)場又出現(xiàn)了工控機多屏顯示加投影儀的模式。中控室監(jiān)視設(shè)備是全廠的指揮和信息處理中心，其作用不言而喻?，F(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)場情況進行處理?，F(xiàn)場監(jiān)視設(shè)備可以是PC機或是觸摸屏，中控室監(jiān)視設(shè)備一般由工控機、模擬屏或投影儀等組成。本工程控制點的規(guī)模施工調(diào)試工期比較短，選用了性價比比較高的第二種方式作為從站的組成方式即由西門子IM153通訊模塊和S7 300系列IO模塊組成，主站CPU選用S7 3152DP系列。第二種方式，控制集中，控制事務(wù)對網(wǎng)絡(luò)依賴性強，需要可靠的網(wǎng)絡(luò)來支撐，同時對主站CPU的性能要求高，在軟件編程和調(diào)試方面具有很大的優(yōu)勢。前述這兩種從站組成方式各有自己的特點。第一種方式每個從站都由CPU，每個站的控制事務(wù)都由本站完成，與主站之間的通訊量比較少。主站必須要有控制器（CPU），同時也可以安裝IO采集模塊。ProfiBus－DP網(wǎng)絡(luò)是一種主從站的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)?？偩€采用普通雙絞作為傳輸介質(zhì)，通訊速率可以達到12MBP。本工程是污水處理工程，對通訊安全性的要求并不太高，通信的任務(wù)比較簡單，對系統(tǒng)的傳輸速度有一定要求。ProfiBus總線有三種形式DP、PA和FMS。目前現(xiàn)場總線技術(shù)還沒有統(tǒng)一的標準，各自的功能特點基本一致，因此本工程設(shè)計時選用在中小型控制系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛的ProfiBus總線。現(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)。本工程的控制點在700點左右，模擬量只占20％左右，屬于規(guī)模比較小的類型，而且這些控制點是以工藝處理單元為界線分散在廠區(qū)各處，因此本工程采用現(xiàn)場總線作為基本控制系統(tǒng)。從施工和維護的角度來看，傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)布線的工作量要遠遠大于現(xiàn)場總線系統(tǒng)。DCS系統(tǒng)適用于模擬量多，閉環(huán)控制多的系統(tǒng)。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)?；鞠到y(tǒng)的選擇目前用于污水處理廠自控系統(tǒng)的基本形式主要有三種DCS系統(tǒng)、現(xiàn)場總線系統(tǒng)和基于PC控制的系統(tǒng)。信號采集控制部分主要包括基本控制系統(tǒng)的選擇以及系統(tǒng)確定后控制設(shè)備和必須通訊網(wǎng)絡(luò)的選擇。自控系統(tǒng)的構(gòu)建主要是指三部分系統(tǒng)形式和設(shè)備的選擇。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)計當中，本自控系統(tǒng)設(shè)計遵循以下原則：先進合理、安全可靠、經(jīng)濟實惠、開放靈活。其工藝流程如下圖1所示：污水處理廠自控系統(tǒng)設(shè)計的原則從污水處理廠的工藝流程可以看出，主要工藝AICS反應(yīng)器是改進SBR的一種，需要周期運行，AICS反應(yīng)器的進水方向調(diào)整、厭氧好氧狀態(tài)交替、沉淀反應(yīng)狀態(tài)輪換都有電動設(shè)備支持，大量的電動設(shè)備的開關(guān)都需要自控系統(tǒng)來完成，因此自控系統(tǒng)對整個周期的正確運行操作至關(guān)重要。水解池出水自流入AICS進行好氧處理，出水達標提升排入河流。工程采用水解－AICS處理工藝。趨勢曲線可單條顯示，也可組合顯示，并用不同顏色表示。生成歷史曲線：歷史趨勢曲線包括全部模擬量曲線（工藝參數(shù)、電力參數(shù)、及大功率電機的電流等），趨勢曲線不少于20條。對污水廠進、出水流量、大功率電機的用電量、總用電量等主要參數(shù)進行累計?？梢岳糜嬎銠C的先進功能，優(yōu)化出污水處理的工藝參數(shù)，提供給廠長指揮調(diào)度生產(chǎn)。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)?！白钥亍庇涩F(xiàn)場PLC站根據(jù)事先設(shè)定的邏輯程序依據(jù)工藝參數(shù)狀況決定設(shè)備的啟停。系統(tǒng)控制：系統(tǒng)的控制方式，一般分“自動”、“手動”，“自動”還分為“自控”和“中控”。故障時，顯示器上警示框紅閃，并伴有5秒時長間隔報警聲。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。監(jiān)控計算機主要實現(xiàn)以下功能。室內(nèi)還設(shè)置大型DLP無縫拼接大屏幕顯示系統(tǒng)（顯示面積2270寸），用以直觀顯示全廠工藝流程、設(shè)備工況及主要參數(shù)值。為保證監(jiān)控計算機能穩(wěn)定運行，并在掉電后能保存工藝參數(shù)數(shù)據(jù)，減少掉電對電腦的危害，設(shè)立一套UPS系統(tǒng)，容量為5KVA，掉電后能至少保持30分鐘工作時間。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。（三）、故障報警及處理功能控制系統(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、準確地反映出故障狀態(tài)、故障時間、故障地點、及相關(guān)信息。該系統(tǒng)可以自動、連續(xù)地檢測并記錄和顯示出污水處理過程的水質(zhì)參數(shù)（SS、DO、COD、PH等），過程參數(shù)（溫度、壓力、水位、流量等），電氣參數(shù)等數(shù)據(jù)，以及設(shè)備的運行狀況（自動、手動、運行、停止、故障、本次運行時間、累計運行時間、閥門開關(guān)及開度等）。（2）值班人員在中控室通過計算機的鍵盤或鼠標，根據(jù)工藝條件和控制要求，按規(guī)定時間周期設(shè)定的邏輯順序等自動地啟動或停止某些設(shè)備，或進行交替運行，或設(shè)定控制調(diào)節(jié)參數(shù)。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。建自動化控制系統(tǒng)就是集中監(jiān)視整個污水廠的各個工藝環(huán)節(jié)，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的自動控制、報警、自動操作以及在線實時反映各工藝流程中設(shè)備運行狀況與需要參數(shù)，提高企業(yè)管理水平。各個設(shè)備廠家僅配套各自電氣控制柜進行控制，采用的是純電氣控制方式且各個工藝段是完全分裂的，工藝參數(shù)只能采用人工記錄的方式，有些需要取樣實驗才能得到數(shù)據(jù)?！娟P(guān)鍵詞】污水處理廠，自控，自控系統(tǒng)，設(shè)計一、前言隨著城市建設(shè)的發(fā)展及城市容量的擴大，城市生活污水和工業(yè)廢水排放量逐年增多，污水處理廠成為了重要的解決污水的地方。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。4KV（line/earth），177。4KV電源線，177。8KV接觸放電，177。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。其獨特的FARRing冗余環(huán)網(wǎng)技術(shù)為您的以太網(wǎng)絡(luò)帶來智能冗余；標準的工業(yè)4級設(shè)計，能夠滿足各種工業(yè)現(xiàn)場的要求；所有器件選用工業(yè)級的器件，實現(xiàn)了較高的可靠性。光纖冗余交換機選用煙臺正維科技WISE6000系列交換機，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為冗余環(huán)網(wǎng)，以大大提高通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性。（3）運行方式：采用變頻定壓補水。鍋爐房：（1）功能：污水廠建筑物室內(nèi)采暖。（2）主要設(shè)備：；每臺脫水機配備污泥螺桿泵、加藥泵、沖洗泵1套，絮凝劑調(diào)配裝置共用1套。（3）運行控制：與A2/O+MBR池排泥閥門及污泥脫水機協(xié)調(diào)運行。污泥撇水池：（1）功能：污泥撇水池用于調(diào)蓄剩余污泥，同時為了避免剩余污泥中的磷在厭氧條件下重新釋放，控制停留時間在4h以內(nèi)。加藥間：（1）功能：在好氧區(qū)前端進行加藥除磷。（2）主要設(shè)備：生化區(qū)供氧設(shè)備：羅茨鼓風機3臺（2用1備）變頻 膜區(qū)供氧設(shè)備：羅茨鼓風機3臺（2用1備）變頻 同時配套空氣過濾器和起重設(shè)備。（3）運行方式：水泵自動控制運行，根據(jù)吸水井水位控制水泵工作，設(shè)高、低水位報警系統(tǒng)和水泵工況指示及報警系統(tǒng)，低水位時全部水泵停機。出水泵房:（1）功能：用于再生水提升至再生水用水點。清水池。（2）主要設(shè)備