污水廠自動化控制系統(tǒng)技術方案76p

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1 概述
根據貴州省獨山縣城市總體規(guī)劃，通過對污水量的預測，并結合城市發(fā)展前景，確定污水處理廠建設規(guī)模為：設計規(guī)模0.6萬m3/d。根據污水量和投資狀況，我方在進行系統(tǒng)組態(tài)時，將全廠作為一個整體來考慮，并可方便地擴展或升級。系統(tǒng)選用符合國際標準的產品，其技術先進、結構開放，能夠長期提供技術支持、備品備件有保障。同時，還充分考慮經濟適用性、節(jié)省投資和與遠期工程的銜接，與遠期公用的控制子站，控制點數(shù)一次考慮，遠期獨立的部分另設控制子站或遠程控制單元。
本污水廠自控系統(tǒng)采用“集中管理、分散控制、數(shù)據共享”的分層、分布式的拓撲結構，符合當前工業(yè)自動化監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展趨勢，能夠實現(xiàn)全廠工藝參數(shù)及設備集中監(jiān)測和生產過程的自動控制。
系統(tǒng)包括：滿足要求的控制系統(tǒng)硬件設備、監(jiān)控和編程軟件、輔助裝置以及操作臺、控制箱柜等。
1.1 設計原則
集中管理、分散控制、數(shù)據共享；
具有高度的開放性、可靠性、穩(wěn)定性和安全性；
具有較強的兼容性、擴充性、可擴展性；
易于操作使用、可修改；
所有標志性、提示性、警告性、顯示性的部分采用中文簡體。
自控儀表系統(tǒng)必須在充分考慮本工程污水處理工藝特性的基礎上，按照具有先進技術水平的現(xiàn)代化污水處理廠進行設計。設計方案中，既要考慮操作、管理水平的先進性，同時也考慮到高新技術應用的合理性、經濟性，在保證生產管理要求的前提下，盡可能節(jié)約投資，獲得良好的技術經濟指標，并能保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定高效地運行。
1.2 自動化系統(tǒng)功能綜述
根據貴州省獨山縣污水處理廠工程污水廠0.6m3/d的設計規(guī)模和BAF工藝的特點，本著技術先進，性價比高，實用可靠的原則進行設計。依據集中監(jiān)測為主，分散控制為輔的基本原則，本工程采用PLC（可編程控制器）為基礎的監(jiān)測控制和數(shù)據采集系統(tǒng)，在中央控制室利用PC（工業(yè)級PC）機對廠內各工況進行實時監(jiān)控，并有信號報警和聯(lián)鎖等設施以保證生產正常運行。生產的過程自動控制采用獨立控制，即設備控制層PLC各個子站與上位監(jiān)控計算機相互獨立，可以不依靠上位機獨立運行，保證了生產過程的獨立性和安全性。
本方案采用的集散型計算機控制系統(tǒng)設計方案滿足如下要求：
（1） 根據工藝流程及設備運行要求配置儀表、檢測裝置，建立監(jiān)控系統(tǒng)；
（2） 采用分散控制，集中管理的方式，建立污水處理廠中央控制系統(tǒng)，管理整個污水處理廠的運行；
（3） 中控系統(tǒng)采用具有開放的符合TCP/IP協(xié)議的計算機網絡，并可以與管理系統(tǒng)以及與上級系統(tǒng)和周邊系統(tǒng)鏈接；
（4） 主要機械設備的控制采用就地控制、現(xiàn)場控制、中央控制的三層控制模式，現(xiàn)場控制站設置PLC及控制操作人機界面；
（5） 其它設備采用現(xiàn)場控制、中央控制的兩層控制模式；
（6） 在每個工藝節(jié)點處設置基于PLC的智能控制裝置，各PLC之間及PLC與中央控制系統(tǒng)之間以高速數(shù)據通訊網絡——光纖EtherNet（以太網）連接。
污水處理廠工程自動化系統(tǒng)實現(xiàn)的以下基本功能：
（1）具有實時監(jiān)測全廠的生產過程參數(shù)（如流量、液位等）、水質參數(shù)（如PH值、SS、DO等）、電量參數(shù)（如電流、電壓、功率因數(shù)、有功電度、無功電度等），并對其進行采集、處理、儲存、顯示和打?。粚崟r監(jiān)測全廠主要設備的運行狀態(tài)（如格柵機、提升泵、鼓風機、閥門等），并對其信號進行采集顯示。對污水廠重要設備（如提升泵、鼓風機、閥門等）的開/關次數(shù)和運行時間進行累計并生成設備管理報表，使用戶能夠科學合理的安排生產設備檢修時間。
（2）全自動控制現(xiàn)場設備（如格柵機、提升泵、鼓風機、閥門等）。
（3）在中控室可以實現(xiàn)對全廠設備和儀器儀表的監(jiān)測和控制。
（4）上位機采用全中文操作界面。界面友好美觀，操作簡便易學，響應迅速，可以實現(xiàn)實時動態(tài)顯示過程參數(shù)、水質參數(shù)、電氣參數(shù)的趨勢圖；可以動態(tài)顯示全廠生產工藝流程圖和各工藝單元流程圖，并且可以在流程圖上選擇彈出多級細部詳圖。具有自動生成各種生產統(tǒng)計報表。
（5）具有自動進行越限報警和設備故障報警，并可根據相應的報警數(shù)據進行分析。具有故障追憶功能，能夠自動記錄系統(tǒng)或某臺設備故障前和故障過程中的狀態(tài)信息。
（6）本自控系統(tǒng)具有以下三種控制方式
手動模式：通過就地控制箱或MCC上的按鈕實現(xiàn)對設備的啟停操作，這種操作模式主要在單機調試、單機檢修或非正常情況下常用。
遙控模式：操作人員通過操作面板或中控系統(tǒng)操作站的監(jiān)控畫面用鼠標器或鍵盤來控制現(xiàn)場設備，也稱為“半自動控制”，主要是指操作人員通過對受控對象（系統(tǒng)或過程）的某一環(huán)節(jié)或設備進行簡單的參數(shù)設定或發(fā)出控制指令，這一環(huán)節(jié)或設備即按照控制要求執(zhí)行控制，操作人員只需查看其狀態(tài)以及有無報警顯示等。如鼓風機遠程風量調整、提升泵房的一步化控制等。根據操作人員是否在受控系統(tǒng)或過程的現(xiàn)場來看，半自動控制有遠程（通過中央控制室操作員站上實現(xiàn)）和就地（通過PLC控制柜上的人機界面觸摸屏上實現(xiàn)）兩種操作方式。
自動方式：也稱為“全自動控制”，主要是指操作人員通過對受控對象（系統(tǒng)或過程）的關鍵運行參數(shù)進行簡單的設定或發(fā)出控制指令，系統(tǒng)或過程即按照要求進行閉環(huán)自動控制，操作人員只需觀察系統(tǒng)或過程的狀態(tài)以及有無報警顯示等。例如全自動粗格柵機控制、提升泵房的機組優(yōu)化控制、BAF生化處理池自動控制等。根據操作人員是否在受控系統(tǒng)或過程的現(xiàn)場來看，全自動控制有遠程（通過中央控制室操作員站上實現(xiàn)）和就地（通過PLC控制柜上的人機界面觸摸屏上實現(xiàn)）兩種操作方式。
三種方式的控制級別由高到低為：手動控制、遙控控制、自動控制。