【正文】 2臺 運(yùn)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(jī)2臺 運(yùn)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(jī)2臺 運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)行。計算機(jī)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(jī)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(yùn)行參數(shù)、水質(zhì)分析、工藝分析、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析等。3．操作站以“人機(jī)”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(jī)操作）。本系統(tǒng)所配置的硬件和軟件可實(shí)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(yùn)行狀態(tài)信息。此外，為了在廠長辦公室內(nèi)的管理計算機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)能隨時獨(dú)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(jī)，即使當(dāng)其中一臺出現(xiàn)故障，另一臺也能夠完全獨(dú)立地運(yùn)行。在中心控制室中設(shè)置二套監(jiān)控管理計算機(jī)操作站，（包括21”彩色顯示器、功能操作鍵盤、鼠標(biāo)器、打印機(jī)及必須的軟件、接口等），一套上層管理計算機(jī)，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(jìn)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(jī)、化驗(yàn)室計算機(jī)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?，F(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(shí)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(dāng)，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(yùn)行維護(hù)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(fēng)曝氣控制畫面：鼓風(fēng)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(diǎn)可對工藝系統(tǒng)進(jìn)行全方面的監(jiān)控，及時了解到處理系統(tǒng)運(yùn)行的優(yōu)劣狀態(tài)。低費(fèi)用：運(yùn)行費(fèi)用低在占全廠能耗90%的原水提升和鼓風(fēng)曝氣這兩個環(huán)節(jié)上，依托自動控制系統(tǒng)，進(jìn)水段實(shí)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(dá)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(diǎn)：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(jìn)口儀表外，其余部分在線儀表實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，節(jié)省了一部分投資費(fèi)用。泵房子站負(fù)責(zé)提升泵房、粗格柵、細(xì)格柵和沉砂池的數(shù)據(jù)處理，脫水機(jī)房站除負(fù)責(zé)脫水機(jī)房外，集泥池、濃縮池也歸在該站內(nèi)，其余子站負(fù)責(zé)各自的工藝單元。筆者認(rèn)為在資金允許的情況下，應(yīng)對主控制器進(jìn)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(jī)，管理人員可以在線查看污水處理廠的運(yùn)行狀況并調(diào)用相關(guān)的運(yùn)行數(shù)據(jù)。監(jiān)控軟件的選擇監(jiān)控軟件是人機(jī)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(hù)最重要的部分。本工程設(shè)計要求大型設(shè)備都單獨(dú)配有自己小型的控制器，由供應(yīng)商根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)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(fēng)機(jī)為高速離心風(fēng)機(jī)，脫水機(jī)為2000mm帶寬脫水機(jī)，均為大型設(shè)備。投影儀可以把所需要的任何畫面進(jìn)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(jī)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(jìn)行處理?，F(xiàn)場監(jiān)視設(shè)備可以是PC機(jī)或是觸摸屏，中控室監(jiān)視設(shè)備一般由工控機(jī)、模擬屏或投影儀等組成。本工程控制點(diǎn)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(qiáng)，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(diǎn)。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(dá)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(biāo)準(zhǔn)，各自的功能特點(diǎn)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(diǎn)在700點(diǎn)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(diǎn)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(hù)的角度來看，傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)布線的工作量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(diǎn)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(diǎn)比較集中的控制系統(tǒng)。基本系統(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(qiáng)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(jì)實(shí)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(jìn)SBR的一種，需要周期運(yùn)行，AICS反應(yīng)器的進(jìn)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(yùn)行操作至關(guān)重要。水解池出水自流入AICS進(jìn)行好氧處理，出水達(dá)標(biāo)提升排入河流。工程采用水解－AICS處理工藝。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(jī)實(shí)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(diǎn)：WISE60002S(M)6TR8口即插即用冗余工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)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(dú)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(biāo)準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)了較高的可靠性。光纖冗余交換機(jī)選用煙臺正維科技WISE6000系列交換機(jī)，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(yùn)行方式：采用變頻定壓補(bǔ)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(jī)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(yùn)行控制：與A2/O+MBR池排泥閥門及污泥脫水機(jī)協(xié)調(diào)運(yùn)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(jìn)行加藥除磷。（2）主要設(shè)備：生化區(qū)供氧設(shè)備：羅茨鼓風(fēng)機(jī)3臺（2用1備）變頻 膜區(qū)供氧設(shè)備：羅茨鼓風(fēng)機(jī)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(yùn)行方式：水泵自動控制運(yùn)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(jī)。出水泵房:（1）功能：用于再生水提升至再生水用水點(diǎn)。清水池。（2）主要設(shè)備： 1套紫外線消毒模塊。A2/O+MBR生化池：該設(shè)備間控制系統(tǒng)已有廠家提供，此方案控制不于考慮，只需要廠家提供數(shù)據(jù)采集點(diǎn)即可。（2）主要設(shè)備：一臺橋式單槽刮砂機(jī)（帶撇渣裝置）；吸砂泵1臺。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。細(xì)格柵設(shè)置工況指示和故障報警系統(tǒng)。(2)、主要設(shè)備：設(shè)回轉(zhuǎn)式細(xì)格柵2臺；無軸螺旋壓榨機(jī)一臺。（3）運(yùn)行方式：水泵自動控制運(yùn)行，根據(jù)水位控制水泵輪流工作，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(jī)。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(yùn)行。根據(jù)柵前柵后水位差或格柵工作周期(時間可調(diào))控制，柵格前后的液位差由PLC自動控制清污，同時設(shè)手動控制，格柵設(shè)工況指示和故障報警系統(tǒng)，與皮帶輸送機(jī)聯(lián)動工作、延時停機(jī)。（2）主要設(shè)備：旋轉(zhuǎn)式格柵2臺。分站控制對象包括：粗格柵及進(jìn)水泵房、細(xì)格柵間及曝氣沉砂池、A2/O+MBR生化池、紫外線消毒池、清水池、出水泵房、污泥撇水池、污泥濃縮脫水機(jī)房、鍋爐房。通過功能鍵盤設(shè)定工藝參數(shù)，控制電氣設(shè)備。向監(jiān)控管理系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)，并接受監(jiān)控管理系統(tǒng)發(fā)出的部分開停機(jī)命令。 分控站設(shè)備控制功能：按控制程序?qū)λ牴ざ蝺?nèi)的工藝過程、電氣設(shè)備進(jìn)行自動控制，同時采集工藝參數(shù)及電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。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。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(yùn)行狀態(tài)，指導(dǎo)操作人員全面掌握生產(chǎn)情況，排除故障。報表輸出：生產(chǎn)報表的打印輸出。報警監(jiān)視：監(jiān)視生產(chǎn)過程的參數(shù)變化，并對信號越限進(jìn)行相應(yīng)的處理，如聲光報警等。監(jiān)控軟件實(shí)時數(shù)據(jù)采集：將現(xiàn)場的實(shí)時數(shù)據(jù)送入計算機(jī)，并置入實(shí)時數(shù)據(jù)庫的相應(yīng)位置。配置專門的設(shè)備管理軟件。仿真軟件：對控制系統(tǒng)的部件(通信節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)段、功能模塊等)進(jìn)行仿真運(yùn)行。維護(hù)軟件：對現(xiàn)場控制系統(tǒng)軟硬件的運(yùn)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。各控制回路組成結(jié)構(gòu)、控制方式與策略?？蓪?shí)現(xiàn)現(xiàn)場儀表與PLC之間、PLC與監(jiān)控計算機(jī)之間，以及計算機(jī)與計算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信。 圖表對象和趨勢顯示，歷史數(shù)據(jù)采集；支持Windows Xp或vista用戶級安全系統(tǒng)； 豐富的圖符圖形工具，動畫向?qū)Вδ苕I可以預(yù)定義，標(biāo)簽組編輯功能，給予時間和事件調(diào)度處理功能；支持OPC客戶及OPC服務(wù)器模式；全面支持ActiveX控件及控件安全容器技術(shù)；基于Windows Xp或vista平臺；為滿足江南污水處理廠自控系統(tǒng)要求，實(shí)現(xiàn)軟件界面人性化、實(shí)物化、動態(tài)化，同時考慮其安全性、通用性及易擴(kuò)展性，監(jiān)控軟件選用德國西門子的自動化監(jiān)控組態(tài)軟件WINCC。遠(yuǎn)程客戶可透過網(wǎng)絡(luò),配合服務(wù)器及瀏覽器取得與現(xiàn)場一致之運(yùn)作畫面。采用項(xiàng)目樹使得程序生成靈活，程序組織清晰明了。組態(tài)軟件支持各種運(yùn)算函數(shù)，包括：事件驅(qū)動的算術(shù)和邏輯運(yùn)算、邏輯關(guān)