一、工程概況：



臺州市椒江污水處理廠一期規(guī)模為日生化處理5萬噸污水，其中包括1萬噸/天的工業(yè)污水和4萬噸/天的生活污水，采用的處理方法是二段曝氣法，是自動化、信息化程度很高的全處理污水處理廠。



二、自動控制系統(tǒng)配置：



椒江污水處理廠的自動控制分為處理廠廠區(qū)和外部泵站，根據(jù)總體自控要求和工藝特點，廠區(qū)采用計算機(jī)＋PLC方式構(gòu)成的分布式控制系統(tǒng)（DCS系統(tǒng)），外部泵站全部為獨(dú)立的自閉循環(huán)自動控制，其中南北取匯合泵站與廠區(qū)中控室無線通訊。具體配置圖如下：

三、系統(tǒng)集成特點：



本工程的系統(tǒng)集成具有以下特點：



1、本DCS系統(tǒng)充分體現(xiàn)了集中管理、分散控制的原則；



2、本工程選用了國際知名品牌美國Modicon Premium TSX 57系列PLC控制單元，組成實時工業(yè)控制系統(tǒng)，保證了系統(tǒng)長期可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。



3、全廠自控系統(tǒng)由兩級網(wǎng)絡(luò)、三個層次構(gòu)成：



兩級網(wǎng)絡(luò)：



● 廠區(qū)為開放式FIPWAY工業(yè)實時控制網(wǎng)絡(luò)



● 中控室與泵站采用無線通訊方式



三個層次：



（A）現(xiàn)場設(shè)備 智能綜合保護(hù)控制層



（B）工業(yè)控制 現(xiàn)場PLC控制層



* 全廠有5個PLC站，與控制室計算機(jī)組成通訊速率為1Mbps的FIPWAY網(wǎng)絡(luò)；



* PLC對原水水質(zhì)參數(shù)、過程水質(zhì)參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)等進(jìn)行采集和檢測，實現(xiàn)對各工藝段設(shè)備運(yùn)行的控制；



* 各PLC站對自己管轄范圍內(nèi)的工藝電氣設(shè)備和儀表的實時工況，電流電壓、功率、水位、PH值、溶解氧、溫度等生產(chǎn)數(shù)據(jù)，完成實時采集和記錄，并通過FIP網(wǎng)絡(luò)，及時準(zhǔn)確的傳輸給監(jiān)控計算機(jī)；



* 每個PLC根據(jù)現(xiàn)場實況綜合判斷后，對自己管轄范圍的各種泵機(jī)、電動閥門等自動完成開啟或關(guān)閉控制，以及故障報警，實時故障保護(hù)；



* 每個PLC對自己所管轄的工藝段中的水質(zhì)檢測儀表進(jìn)行實時采集，顯示并進(jìn)行分析和判斷，做出各種預(yù)報警和超限報警。



（C）生產(chǎn)監(jiān)控層



* 生產(chǎn)監(jiān)控層由兩臺工業(yè)控制計算機(jī)構(gòu)成，與PLC組成FIPWAY網(wǎng)絡(luò)



* 監(jiān)控層計算機(jī)系統(tǒng)主要配置為2臺工業(yè)控制計算機(jī)，配21”顯示器2臺以及打印機(jī)、不間斷電源等外部設(shè)備；



* 兩臺計算機(jī)各自通過通訊卡掛上FIPWAY工業(yè)控制網(wǎng)，實現(xiàn)實時工業(yè)檢測與控制；



* 2臺監(jiān)控層計算機(jī)配置一致，獨(dú)立工作，互為備用，完成中控室控制，顯示報警、報表、管理等諸項功能；



* 監(jiān)控計算機(jī)配有美國INTELLUTION公司的IFIX組態(tài)監(jiān)控軟件及基于此開發(fā)運(yùn)行的監(jiān)控應(yīng)用軟件，系統(tǒng)可自動檢測網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況。



四、工程軟件設(shè)計特點和功能：



鑒于椒江污水廠的集水系統(tǒng)和處理系統(tǒng)的控制分開的現(xiàn)象，外部泵站全自動運(yùn)行，無人值守，廠區(qū)通過中控室計算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，所以對自控程序的編制需要較高的要求。在本工程中，我們根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗和實際情況在程序編制方面做到了滿足工藝的要求。下面主要介紹現(xiàn)場PLC站的控制功能：



1） 1#PLC控制站：南北線的生活污水通過7#、8#泵站送至廠區(qū)配水井到細(xì)格柵，此過程PLC檢測進(jìn)水的流量，根據(jù)細(xì)格柵前后液位差控制細(xì)格柵的開停，工業(yè)污水通過9#泵站送至廠區(qū)粗格柵和進(jìn)水泵房，由于工業(yè)污水的流量不是很大，通過檢測是否有流量來控制粗格柵，當(dāng)進(jìn)水泵房液位達(dá)到設(shè)定值后開泵，有效保證水泵的的利用率。工業(yè)污水在調(diào)節(jié)池中經(jīng)過充分的曝氣后由變頻泵送至細(xì)格柵。沉砂池刮泥機(jī)的控制在程序中設(shè)定運(yùn)行時間，值班人員可以根據(jù)季節(jié)性對時間進(jìn)行調(diào)節(jié)。



2） 2#PLC控制站：通過檢測一段曝氣池的溶解氧調(diào)節(jié)電動閥門的開度，保證污水中溶解氧含量，通過污泥濃度控制污泥回流泵的開啟，開啟時間可以根據(jù)經(jīng)驗進(jìn)行設(shè)定和調(diào)整。



3） 3#PLC控制站：本站主要是通過一二段曝氣池的溶解氧量來控制鼓風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉和排氣閥的開度。



4） 4#PLC控制站：通過檢測二段曝氣池的溶解氧調(diào)節(jié)電動閥門的開度和水下推進(jìn)器的運(yùn)行，通過污泥濃度控制污泥回流泵的開啟，開啟時間可以根據(jù)經(jīng)驗進(jìn)行設(shè)定和調(diào)整。



5） 5#PLC控制站：根據(jù)吸水井的液位控制水泵的開停和數(shù)量，通過變頻減少泵機(jī)的氣動次數(shù)，保護(hù)泵機(jī)的正常運(yùn)行。



6） 中控室控制站：監(jiān)控層計算機(jī)系統(tǒng)的主要功能可簡單歸納成四大類：



第一類是污水廠日常生產(chǎn)的監(jiān)控管理功能，即生成三維圖形化人機(jī)操作界面，其高度人性化感覺的圖形和窗口提示，指導(dǎo)操作人員正確的操作控制污水廠的生產(chǎn)設(shè)備，也會及時處理生產(chǎn)中出現(xiàn)的非正常事件。



第二類是對生產(chǎn)設(shè)備的控制功能，即在基于三維圖形的中文窗口方式下，污水廠生產(chǎn)人員用鼠標(biāo)或鍵盤，方便、快捷的開啟或關(guān)停全廠的生產(chǎn)設(shè)備。



第三類是通訊功能，即監(jiān)控計算機(jī)與分布在現(xiàn)場的PLC進(jìn)行實時通訊。



第四類是數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)處理功能，即監(jiān)控計算機(jī)必須協(xié)調(diào)處理管理類數(shù)據(jù)和日常生產(chǎn)數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)處理歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)等等。



以上網(wǎng)絡(luò)層次分明，管理和控制任務(wù)分工明確，便于系統(tǒng)管理、維護(hù)，確保各系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行安全可靠！



五、運(yùn)行情況：



椒江污水處理廠自投產(chǎn)自動運(yùn)行以來，外部泵站全自動運(yùn)行穩(wěn)定，在滿足工藝要求的基礎(chǔ)上做到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，廠區(qū)通過優(yōu)化調(diào)試后運(yùn)行更穩(wěn)定，各項指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計要求，保證了出廠水指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)。




作者：張建兵
工作單位：太平洋水處理工程有限公司
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