污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

1、污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用 1. 張 衛(wèi) 2.陳文會(huì)（山西大唐國(guó)際云岡熱電有限責(zé)任公司 山西大同 ； 大同第一熱電廠 山西大同 ） 摘要：介紹了自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及配置，并對(duì)控制系統(tǒng)的種操作方式和控制程序的設(shè)計(jì)進(jìn)行了論述。 關(guān)鍵詞： ； 污水處理； 控制系統(tǒng) 中圖分類號(hào)： 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： 隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的迅速發(fā)展，自動(dòng)控制系統(tǒng)已漸漸應(yīng)用到污水處理工藝過(guò)程監(jiān)測(cè)過(guò)程中，結(jié)束了以往污水處理全部用人工或簡(jiǎn)單的電器控制的落后局面。云岡熱電 × 機(jī)組污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)為了適應(yīng)機(jī)組總體自動(dòng)化水平的要求，在設(shè)計(jì)中采用了自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，其工藝過(guò)程主要分為污水的引入處理、氧化溝生物反應(yīng)池處理、

2、沉淀池處理、污泥處理、過(guò)濾器及超濾處理等，其工藝流程見(jiàn)圖。 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及配置 由于該廠的污水處理設(shè)備相對(duì)比較分散，為減少大量現(xiàn)場(chǎng)走線、有效對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控、分析、管理和優(yōu)化，自動(dòng)控制系統(tǒng)采用“集中管理，分散控制”的原則，由中央控制室、個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站和工業(yè)以太網(wǎng)組成全廠計(jì)算機(jī)分布式控制系統(tǒng)， 其控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖。 其中上位機(jī)、集線器 、打印機(jī)位于中央控制室，個(gè)位于現(xiàn)場(chǎng)控制站。采用這種結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)中央操作站兩臺(tái)上位機(jī)互為熱備，主要現(xiàn)場(chǎng)控制站 ， 主機(jī)熱備和電源熱備以及工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)冗余。這種關(guān)鍵環(huán)節(jié)的冗余設(shè)計(jì)可以大大提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。 可編程序控制器 號(hào)和號(hào)柜采用美國(guó) 系列， 此系列的

3、為滿足開(kāi)放的、基于標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)連接和現(xiàn)場(chǎng)總線連接等應(yīng)用技術(shù)提供了多種網(wǎng)絡(luò)選擇， 支持具有較強(qiáng)的靈活性， 可實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備和無(wú)擾切換，所有模塊均能帶電拔插， 能夠確保無(wú)值守安全運(yùn)行。這種可編程序控制器適用于中、小規(guī)模的過(guò)程自動(dòng)化， 標(biāo)準(zhǔn)化的硬件技術(shù)、模塊式結(jié)構(gòu)和具有很強(qiáng)功能的編程器， 使得該自動(dòng)化裝置在實(shí)際應(yīng)用時(shí)具有如下特點(diǎn)： 第一， 裝配和連接簡(jiǎn)單， 容易使用； 第二， 采用插件式模板， 更換容易；第三， 通過(guò)各種不同的輸入輸出電壓， 以及對(duì)輸入點(diǎn)、輸出點(diǎn)和存儲(chǔ)器的精細(xì)分級(jí)， 使得該裝置具有較強(qiáng)的配置適應(yīng)能力； 第四， 在所有符合標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用中， 不需要通風(fēng)冷卻裝置； 第五， 因程序在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了分

4、塊， 以及標(biāo)準(zhǔn)程序塊的應(yīng)用， 使得編程工作大大簡(jiǎn)化； 第六， 通過(guò)它自己的通信處理器和局部網(wǎng)， 可方便地同其他自動(dòng)化裝置及計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。 現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的參數(shù)， 包括水位、溫度、流量、溶解氧濃度等模擬量，由對(duì)應(yīng)的一次儀表傳感器或變送器檢測(cè)出來(lái)并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘?hào)，經(jīng)屏蔽電纜送至各個(gè)子系統(tǒng)的輸入模件，由 通過(guò)各種模塊接口采電流信號(hào)，同樣模擬量控制信號(hào)由控制單元輸出模件輸出， 以后以 電流形式送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)， 控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。 操作員工作站 操作員工作站硬件采用兩臺(tái)研華 工業(yè)計(jì)算機(jī)， 軟件采用 軟件。 是 工業(yè)自動(dòng)化軟件解決方案家族中的 軟件組件。 專為 而設(shè)計(jì)， 可以準(zhǔn)確地監(jiān)視和控制生產(chǎn)過(guò)程的所

5、有環(huán)節(jié)。 可以實(shí)時(shí)收集數(shù)據(jù)并且將重要的信息傳輸給操作員和管理人員， 同時(shí)通過(guò)容易理解的畫(huà)面將數(shù)據(jù)反映出來(lái)， 用戶可對(duì)生產(chǎn)過(guò)程作出迅速有效的決定。 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信 系 列 的 模 塊 兼 有 ， 和 三種開(kāi)放的、通用的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。上位機(jī)和各分控站之間通過(guò)總線冗余工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行通信， 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議采用 。通信介質(zhì)是抗干擾能力強(qiáng)的四芯多模光纖， 傳輸速度是 。若系統(tǒng)需要擴(kuò)展管理計(jì)算機(jī)， 只需增加 個(gè)網(wǎng)絡(luò)適配器， 便可與監(jiān)控計(jì)算機(jī)共享資源。 雙機(jī)熱備系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 雙機(jī)熱備其實(shí)是一種容錯(cuò)冗余系統(tǒng)， 冗余系統(tǒng)按工作方式分為并聯(lián)冗余和旁待冗余， 本系統(tǒng)上位機(jī)采用旁待冗余， 兩套系統(tǒng)互為備份， 負(fù)責(zé)兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)， 主

6、機(jī)和從機(jī)通過(guò) 網(wǎng)絡(luò)連接， 正常情況下主機(jī)處于工作狀態(tài)， 從機(jī)處于監(jiān)視狀態(tài)， 一旦從機(jī)發(fā)現(xiàn)主機(jī)異常， 就會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)代替主機(jī)， 進(jìn)行檢測(cè)并保護(hù)歷史數(shù)據(jù)。 和 現(xiàn)場(chǎng)控制站各有兩套硬件配置相同的系統(tǒng)， 分為主系統(tǒng)和后備系統(tǒng)， 正常情況下， 主系統(tǒng)進(jìn)行控制工作，并通過(guò) （ 熱備處理模件） 把遠(yuǎn)程 數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)送到后備系統(tǒng)中，使兩個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)有相同的內(nèi)容。當(dāng)主系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)， 將在很短的時(shí)間內(nèi)將控制工作從主系統(tǒng)切換到后備系統(tǒng)。切換之后，整個(gè) 系統(tǒng)進(jìn)入備份系統(tǒng)進(jìn)行工作。提供兩個(gè)系統(tǒng)之間的高速通信和故障切換功能， 即負(fù)擔(dān)著主處理器和后備處理器之間的數(shù)據(jù)傳遞和信息交換作用，確保后備系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)表是主

7、系統(tǒng)的拷貝。 系統(tǒng)控制模式及控制程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的控制模式 本控制系統(tǒng)采用程控、遠(yuǎn)控及就地操作相結(jié)合的控制方式， 程序控制設(shè)置必要分步， 成組或單獨(dú)操作等功能， 還設(shè)有必要的步驟、時(shí)間和狀態(tài)指示以及連鎖和閉鎖。 本控制系統(tǒng)共設(shè)就地手操、程控點(diǎn)操、步操、半自動(dòng)、自動(dòng) 種操作方式。 （ ） 就地手操： 當(dāng)就地手操時(shí)， 相應(yīng)的設(shè)備可以從整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備中解列出來(lái)， 由操作人員就地控制設(shè)備， 如泵動(dòng)力柜、電磁閥箱上， 通過(guò)按鈕進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的一對(duì)一操作。 （ ） 程控點(diǎn)操： 操作人員可以通過(guò)鍵盤(pán)或鼠標(biāo)， 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的閥門(mén)、泵、風(fēng)機(jī)的開(kāi)停進(jìn)行一對(duì)一的遠(yuǎn)方操作。 （ ） 程控步操： 操作人員可以通過(guò)鍵盤(pán)和鼠標(biāo)實(shí)現(xiàn)

8、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備步序的成組操作。 （ ） 半自動(dòng)： 操作人員可以在人工干預(yù)下， 通過(guò)鍵盤(pán)或鼠標(biāo)進(jìn)行選擇操作。若是各床體運(yùn)行失效選擇再生程序， 能自動(dòng)地從再生第一步到最后一步完成該段操作程序。 （ ） 自動(dòng)： 當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)以后， 按照系統(tǒng)的工藝流程和不同工藝狀況， 通過(guò)執(zhí)行與工藝要求一致的控制程序， 根據(jù)程序步和程序段的轉(zhuǎn)換條件自動(dòng)地進(jìn)行轉(zhuǎn)換， 實(shí)現(xiàn)水處理自動(dòng)操作。在自動(dòng)及半自動(dòng)方式下， 各步序時(shí)間可由操作人員在 上設(shè)置修改， 運(yùn)行及再生時(shí)各步序時(shí)間將在 上顯示。 控制程序設(shè)計(jì) 控制程序的設(shè)計(jì)是根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)和工藝要求而定， 主要分粗細(xì)格柵控制、潛水泵控制、脫氣絮凝池控制、生物反應(yīng)池含氧量控制、過(guò)濾器的控制

9、、超濾的控制、污泥回流控制等部分。本系統(tǒng)采用的 編程軟件是基于 下的 編程軟件套件， 借助于熟悉、標(biāo)準(zhǔn)的編輯器， 可在同一數(shù)據(jù)庫(kù)中使 程序、通信、診斷等有機(jī)地結(jié)合在一起。 進(jìn)水的控制 通過(guò)在進(jìn)水管中安裝電磁流量計(jì)實(shí)時(shí)測(cè)量進(jìn)水流量， 在現(xiàn)場(chǎng)及中央控制室的電腦顯示器上顯示預(yù)處理進(jìn)水泵站的液位值， 并根據(jù)該液位值的高低控制臺(tái)進(jìn)水提升泵的啟停，使臺(tái)提升泵的運(yùn)行時(shí)間基本保持平衡。在調(diào)節(jié)池中設(shè)置了 計(jì)， 可以測(cè)定瞬時(shí)進(jìn)水 值， 以反映進(jìn)水水質(zhì)是否符合處理要求。進(jìn)水 值的設(shè)定要求范圍是 ， 當(dāng)進(jìn)水 值不在此范圍內(nèi)時(shí)， 中央控制室的電腦顯示器會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，并自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)水閘門(mén)， 以保證出水水質(zhì)。 粗細(xì)格柵

10、的控制 在粗、細(xì)格柵前后均設(shè)置了超聲波液位差計(jì)， 并在現(xiàn)場(chǎng)及中央控制室電腦顯示器上實(shí)時(shí)顯示粗、細(xì)格柵前后液面的液位差值。根據(jù)本廠的處理水質(zhì)水量設(shè)定了工藝值， 當(dāng)前后液位差值大于或等于該工藝值時(shí)，可以對(duì)粗、細(xì)格柵的連鎖啟停自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。 潛水泵的控制 本系統(tǒng)共有臺(tái)潛水泵， 考慮到其中一臺(tái)長(zhǎng)期工作， 易發(fā)生設(shè)備故障，故在實(shí)際使用中設(shè)置成輪流啟動(dòng)方式， 以達(dá)到既有備用， 又不讓其長(zhǎng)期擱置不用的目的。 生物反應(yīng)池含氧量的控制 生物反應(yīng)池中污水含氧量的控制是污水處理過(guò)程控制中比較關(guān)鍵的任務(wù)。在程序設(shè)計(jì)中，根據(jù)生物反應(yīng)池運(yùn)行的不同階段，比較實(shí)測(cè)的污水溶解氧濃度與設(shè)定值，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物反應(yīng)池中曝氣轉(zhuǎn)刷的優(yōu)化控制，自

11、動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)刷的高低速、運(yùn)行臺(tái)數(shù)和曝氣時(shí)間，同時(shí)聯(lián)動(dòng)控制進(jìn)、出水堰門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉，使設(shè)備的運(yùn)行在滿足工藝要求、保證出水達(dá)標(biāo)的前提下，最大限度地降低能耗，從而降低生產(chǎn)成本。生物反應(yīng)池溶解氧調(diào)節(jié)控制原理見(jiàn)圖。 二沉池的控制 在二沉池中設(shè)置臺(tái)泥位計(jì)，當(dāng)在線監(jiān)測(cè)泥位值偏高時(shí)，可自動(dòng)調(diào)節(jié)刮吸泥機(jī)、排泥設(shè)備，將剩余污泥外排，防止沉淀污泥發(fā)生腐爛。 過(guò)濾器的控制 按照工藝的要求， 在整個(gè)污水處理過(guò)程中， 過(guò)濾器起著非常重要的作用， 而過(guò)濾器的工作效果取決于濾料臟物的反洗控制。此工程共有 臺(tái)過(guò)濾器， 每臺(tái)過(guò)濾器均配置 個(gè)電控氣動(dòng)蝶閥：過(guò)濾進(jìn)水閥、過(guò)濾出水閥、反洗進(jìn)水閥、反洗出水閥及反洗電機(jī)， 其控制程序?yàn)椋?首先

12、打開(kāi)過(guò)濾進(jìn)水閥， 緊接著打開(kāi)過(guò)濾出水閥，正常過(guò)濾。當(dāng)過(guò)濾時(shí)間達(dá)到預(yù)先設(shè)定值或流量小于一定值時(shí)，手動(dòng)強(qiáng)制反洗，則程序開(kāi)始進(jìn)行反洗。關(guān)閉過(guò)濾進(jìn)水閥和出水閥， 啟動(dòng)反洗泵，打開(kāi)反洗進(jìn)水閥和出水閥，開(kāi)始水洗， 后啟動(dòng)反洗電機(jī)攪拌濾料，經(jīng) 停止反洗電機(jī)， 后停止反洗泵， 關(guān)閉反洗進(jìn)水閥， 靠余壓排水和穩(wěn)定濾料后關(guān)閉反洗出水閥， 此時(shí)反洗結(jié)束。 基于以上控制要求， 采用可編程控制器進(jìn)行控制， 將過(guò)濾、反洗及水量等控制進(jìn)行全面考慮， 把這幾種控制作為一個(gè)有機(jī)的整體進(jìn)行統(tǒng)一控制。 超濾的控制 采用高分子材料制成的中空纖維式的超濾膜元件， 主要去除水中的大分子有機(jī)物和膠體物質(zhì)， 部分降低水中的 及細(xì)菌含量。懸浮

13、物的去除率可達(dá) ， 膠體鐵的去除率一般達(dá) ， 微生物的去除率一般達(dá)， 出水濁度一般小于 ， 出水一般 。 采用超濾工藝有如下特點(diǎn)： 第一， 出水水質(zhì)穩(wěn)定， 基本不受原水水質(zhì)波動(dòng)的影響； 第二， 減少了藥劑添加， 從而降低運(yùn)行成本， 減少排放對(duì)環(huán)境造成的影響； 第三， 可延長(zhǎng)反滲透膜的使用壽命， 降低清洗的頻率； 第四，增大反滲透膜的通透率（ 常規(guī)預(yù)處理， 反滲透膜的通透率為 ），降低反滲透裝置的投資費(fèi)用； 第五， 操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低。 經(jīng)過(guò)以上工藝處理， 水中大部分的懸浮物、細(xì)菌、微生物、膠體等均被除去， 滿足水質(zhì)再利用要求。 結(jié)語(yǔ) 本系統(tǒng)投入運(yùn)行以來(lái)， 運(yùn)行穩(wěn)定可靠， 處理后的污水可以回收

14、再利用， 完全達(dá)到了最初設(shè)計(jì)的要求， 實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)污水處理工藝的集散控制和管理?；?的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在污水處理中的運(yùn)用大大滿足了該廠的自動(dòng)化水平要求， 提高了污水處理的質(zhì)量，使排放的有害物量大大減少；同時(shí)降低了能耗，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了管理效率，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和供應(yīng)南京污水處理自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的詳細(xì)信息電壓：(V)額定功率：(W)額定頻率：(Hz)進(jìn)水壓力：(Mpa)操作壓力：(Mpa)供水量：(L/h)外形尺寸：*(cm)儲(chǔ)水箱：(L)額定產(chǎn)水量：(L/h)凈水流量：(升/小時(shí))凈重：(kg)處理水量：(T/H)工作溫度：()產(chǎn)品外觀：脫鹽率：(%)或(%)適用壓力：(Mpa)

15、水質(zhì)：(M-CM)配置：用途：?jiǎn)螜C(jī)出力：(M3/h) 污水處理自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng) 一、系統(tǒng)概述: 污水處理自控系統(tǒng)的控制級(jí)別設(shè)置為三層;第一層 現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制:在各電氣站點(diǎn)設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制箱，可單獨(dú)啟停各測(cè)試設(shè)備及各執(zhí)行機(jī)構(gòu)。第二層 PLC邏輯聯(lián)動(dòng)控制:由PLC根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)各測(cè)試設(shè)備采集的數(shù)據(jù)及系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行邏輯關(guān)系，自動(dòng)控制各站點(diǎn)內(nèi)的電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。第三層 中央控制: 計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)、修改PLC控制參數(shù)、上位機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。手動(dòng)控制及自動(dòng)控制可以分別通過(guò)機(jī)房或中央控制室的“手自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)”進(jìn)行切換。這樣的控制方式能最大限度地保證污水處理裝置安全操作的需要。中央控制計(jì)算機(jī)能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的污水處理過(guò)程

16、進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，隨時(shí)跟蹤接收PLC的數(shù)據(jù)信號(hào)，能對(duì)各種類型模擬量進(jìn)行巡回檢測(cè)，對(duì)各種類型故障進(jìn)行報(bào)警或不達(dá)標(biāo)報(bào)警。并具備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的分析及處理能力，對(duì)主要工藝流程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬、趨勢(shì)分析、制表打印、繪制曲線；對(duì)主要數(shù)據(jù)永久性保存。且在CRT上顯示整個(gè)工藝流程或局部環(huán)節(jié)的直觀動(dòng)態(tài)彩色畫(huà)面，并通過(guò)嵌入式大屏幕，動(dòng)態(tài)顯示工藝流程各主要部件的運(yùn)行狀態(tài)。借助電話線路及MODEM卡或GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，監(jiān)視整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，便于快速解決問(wèn)題排除故障。二、PLC編程 在PC機(jī)上，根據(jù)工藝運(yùn)行流程的邏輯關(guān)系，可借助SYSMAC支持軟件及CVM1系列梯形圖支持軟件的程序和數(shù)據(jù)進(jìn)行再次

17、開(kāi)發(fā)與編程。 內(nèi)容包括： 磷鹽加藥量控制 根據(jù)電磁流量計(jì)輸入量，由PLC的輸出模塊，控制調(diào)節(jié)池的磷營(yíng)養(yǎng)鹽加藥量（控制定量投加泵），構(gòu)成閉環(huán)控制。 pH值控制 由PLC根據(jù)在線PH計(jì)測(cè)定的輸入量，控制純堿加藥量，構(gòu)成閉環(huán)控制。 甲醇加藥量控制 根據(jù)電磁流量計(jì)輸入量，由PLC的輸出模塊，控制缺氧池的甲醇加藥量（控制定量投加泵），構(gòu)成閉環(huán)控制。 純堿加藥量控制 根據(jù)電磁流量計(jì)輸入量，由PLC的輸出模塊，控制氧化池的純堿加藥量（控制定量投加泵），構(gòu)成閉環(huán)控制。 進(jìn)水氨氮濃度控制 由PLC根據(jù)在線氨氮儀輸入量，控制甲醇加藥量，構(gòu)成閉環(huán)控制。 好氧池溶解氧控制 由PLC根據(jù)在線氧氣流量計(jì)輸入量，控制供氧泵

18、供氧量。 進(jìn)水溫度控制 由PLC根據(jù)水溫測(cè)定探頭輸入量，控制進(jìn)水溫度。 污泥泵啟仃控制 由PLC輸出控制污泥泵的啟仃開(kāi)關(guān)。 加藥泵液位控制 由PLC根據(jù)超聲波液位計(jì)輸入量，控制水泵啟停時(shí)間。 污水處理過(guò)程包括兩部分，污水處理廠將管道輸送來(lái)的污水過(guò)濾、沉淀后，送入SBR反應(yīng)池經(jīng)曝氣處理。污水處理后分為兩部分：一是處理后的水排出，另一部分是污泥，將污泥送入脫水機(jī)房，進(jìn)行脫水處理。污水處理是一個(gè)多參量（如液位、水質(zhì)部分、流量、壓力等）、多任務(wù)（如污水輸送、風(fēng)量控制、水泵開(kāi)停等）、多設(shè)備（如格柵機(jī)、水泵、鼓風(fēng)機(jī)、閥門(mén)等）而且具有隨機(jī)性、時(shí)變性和耦合性的復(fù)雜系統(tǒng)。因此，污水處理應(yīng)由一個(gè)智能測(cè)控與綜合管理

19、系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行現(xiàn)代化的管理，使之達(dá)到國(guó)際選先進(jìn)水平。污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)施就是為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。污水處理自動(dòng)化控制系統(tǒng)是污水處理建設(shè)整體項(xiàng)目的關(guān)鍵工程。一、【前言】為滿足 “系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、管理操作簡(jiǎn)便、工程投資成本低，項(xiàng)目運(yùn)行費(fèi)用經(jīng)濟(jì)”的要求，某公司污水處理工程自控方案將以國(guó)際流行的PAC技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全自動(dòng)化處理、人機(jī)一體化管理模式，達(dá)到系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)簡(jiǎn)單方便、系統(tǒng)性價(jià)比高的目的。二、【系統(tǒng)需求】根據(jù)客戶提供的相關(guān)資料，本項(xiàng)目共計(jì)：AI（模擬量輸入）點(diǎn)數(shù)：16AO (模擬量輸出) 點(diǎn)數(shù)：2DI（開(kāi)關(guān)量輸入）點(diǎn)數(shù)：160DO（開(kāi)關(guān)量輸出）點(diǎn)數(shù)：32與上位機(jī)通訊方式：以太網(wǎng)開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)

20、多是控制動(dòng)力設(shè)備或閥門(mén)，如：水泵、攪拌機(jī)、電動(dòng)蝶閥；開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)則是相關(guān)設(shè)備手動(dòng)信號(hào)；模擬量輸入是液位、PH值、溫度等模擬量參數(shù)的采集。另附系統(tǒng)要求：(均可通過(guò)軟件功能實(shí)現(xiàn))（1）所有自控聯(lián)鎖均可人工斷開(kāi)并采用手動(dòng)操作；（2）所有液位都以各池池內(nèi)底為0.00M開(kāi)始計(jì)算；（3）所有設(shè)備運(yùn)行時(shí)間累計(jì)并顯示；（4）故障詳細(xì)內(nèi)容指示，故障歷史記錄及查詢；（5）所有設(shè)備運(yùn)行參數(shù)設(shè)定值可變更輸入；（6）所有報(bào)表可人工輸出；（7）系統(tǒng)中“就地操作”指在配電柜選為手動(dòng)時(shí)可以就地手動(dòng)開(kāi)停；“配電柜操作”指不符合電氣運(yùn)行參數(shù)時(shí)，配電柜可以停止（優(yōu)先）；“中控室操作”指在滿足工藝、電氣要求時(shí)，自動(dòng)控制。三、【系統(tǒng)

21、配置】根據(jù)系統(tǒng)需求，以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的分布情況，控制系統(tǒng)選用基于泓格科技WinCon-8000系列控制產(chǎn)品，集中式控制模式。本方案所選用的泓格系列產(chǎn)品，均可工作在-25+75的極限溫度范圍內(nèi)，而其儲(chǔ)存溫度可達(dá)-3075，無(wú)冷凝時(shí)濕度可達(dá)595；工作電源為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)的10VDC30VDC直流電源，并支持電源反接保護(hù)；WinCon-8000采用RISC CPU低功耗及無(wú)風(fēng)扇無(wú)硬盤(pán)設(shè)計(jì)，具有抗沖擊，抗振動(dòng)的特點(diǎn)。31 控制系統(tǒng)配置如下：32 系統(tǒng)描述產(chǎn)品I/O擴(kuò)展如圖一所示。整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)架如圖二所示：電控設(shè)備列于中控室和配電控制室，中控室可通過(guò)工控機(jī)監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)所有分散設(shè)備狀態(tài)，同時(shí)以自動(dòng)或者手動(dòng)方式發(fā)出控

22、制指令通過(guò)WinCon-8000驅(qū)動(dòng)相應(yīng)設(shè)備，進(jìn)行工藝生產(chǎn)。配電控制室主要放置開(kāi)關(guān)柜和控制柜，控制柜內(nèi)置泓格的WinCon-8000控制器及相關(guān)I/O擴(kuò)展模塊。各現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備通過(guò)屏蔽信號(hào)電纜與控制柜中的WinCon-8000相連，WinCon-8000則通過(guò)以太網(wǎng)將信號(hào)傳至中控室的上位機(jī)（工控機(jī)），供操作人員和管理人員進(jìn)行監(jiān)控。如圖二所示。四、【控制流程】系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，廠區(qū)污水進(jìn)入到格柵井，WinCon-8000控制器（W-8747）按照工藝流程設(shè)計(jì)的時(shí)間要求（運(yùn)行1小時(shí)停0.5小時(shí)）來(lái)控制數(shù)字量輸出模塊（I-87064）的數(shù)字量輸出，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)集水井中一級(jí)提升泵（J102abc）的控制。同時(shí)一級(jí)

23、提升泵（J102abc）的啟停還將受到集水井內(nèi)的液位儀(LIS11)的控制，當(dāng)液位高于3.2m的時(shí)候?qū)⒏呦迗?bào)警，低于0.6m的時(shí)候?qū)⒌紫迗?bào)警，0.8米的時(shí)候兩個(gè)一級(jí)提升泵低限連鎖，2.5米的時(shí)候兩個(gè)一級(jí)提升泵高限連鎖，3.0米的時(shí)候兩個(gè)一級(jí)提升主泵和備用泵都將高限連鎖。與此同時(shí)，水質(zhì)在線檢測(cè)儀（AIS11）將對(duì)集水井中的PH值進(jìn)行檢測(cè)，將檢測(cè)得到的值傳入到模擬量輸入模塊（I-87017RC）中。IPAC控制器(（W-8747)對(duì)傳入的PH值進(jìn)行判斷：當(dāng)PH值5時(shí)低限報(bào)警，PH值10時(shí)高限報(bào)警， PH值=9時(shí)則通過(guò)數(shù)字量輸入模塊（I-8040）啟動(dòng)出水電動(dòng)蝶閥(F102)，在PH=6時(shí)低限連鎖啟

24、動(dòng)回流電動(dòng)蝶閥(F101)。在集水井的處理過(guò)程中，一旦出現(xiàn)了問(wèn)題，事故池中的事故泵(J110)將根據(jù)集水井中的液位計(jì)（LIS11）信息做出啟停動(dòng)作；為保障此判斷可靠準(zhǔn)確，事故池采用同樣原理，設(shè)置對(duì)應(yīng)的液位計(jì)，從而判斷事故泵的運(yùn)行狀態(tài)是否準(zhǔn)確，并根據(jù)此時(shí)的液位做出相應(yīng)的控制調(diào)整。此后，污水進(jìn)入預(yù)沉池，并有一部分流入調(diào)節(jié)池。控制室中的WinCon-8000控制器同樣根據(jù)時(shí)間來(lái)控制潛水?dāng)嚢铏C(jī)（J103ab）的啟停。而在污水經(jīng)過(guò)了調(diào)節(jié)池進(jìn)入酸堿調(diào)配池后，池中的水質(zhì)在線檢測(cè)儀（AIS12）會(huì)將酸堿調(diào)配池的PH值采集并發(fā)送至IPAC控制器中，IPAC控制器根據(jù)PH值的強(qiáng)弱發(fā)出不同的控制指令，如：PH=9的

25、時(shí)候高限報(bào)警，并通過(guò)對(duì)數(shù)字量輸出模塊（I-8040）發(fā)出命令停止水泵（J104），PH=8.5的時(shí)候高限連鎖并加酸，PH=8的時(shí)候中間連鎖加酸堿，PH=7.5時(shí)低限連鎖加堿，PH=7時(shí)停水泵(J104)；同時(shí),池中的二級(jí)提升水泵(J105a-f)也將根據(jù)酸堿池的液位和PH值的信息聯(lián)合控制水泵的啟停：液位為5.8米的時(shí)候高限報(bào)警，液位為0.6米的時(shí)候低限報(bào)警，在5.7米時(shí)高限連鎖，0.8米時(shí)低限連鎖。當(dāng)另外一部分污水進(jìn)入污泥濃縮池，整個(gè)池的操作采用全手動(dòng)的方式。池中裝置有水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀，操作人員可以根據(jù)監(jiān)測(cè)儀的顯示參數(shù)，通過(guò)手動(dòng)方式控制污泥濃縮池的污泥進(jìn)料泵等設(shè)備和儀器，而過(guò)濾的上清液將回流到格柵井

26、中。當(dāng)污水進(jìn)入EGSB反映塔的時(shí)，其中的內(nèi)回流泵（J106abc）與酸堿調(diào)配池中的潛水?dāng)嚢铏C(jī)（J105a）進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。此外，由于處理過(guò)程中有沼氣的產(chǎn)生所以在反映塔頂部設(shè)置的有一個(gè)沼氣自動(dòng)點(diǎn)火燃燒裝置，該燃燒裝置直接受中控室WinCon-8000控制器（W-8747）直接啟?？刂啤Ｎ鬯贓GSB反映塔處理后流入到耗氧反應(yīng)池，操作人員在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)手動(dòng)的方式按鍵，按鍵信息隨后會(huì)發(fā)送到中心WinCon-8000控制器（W-8747），控制器判斷處理以后會(huì)發(fā)出相應(yīng)的指令來(lái)啟停鼓風(fēng)機(jī)。最后，處理過(guò)的水流進(jìn)入二沉池，池中的中心傳動(dòng)刮泥機(jī)將按照控制系統(tǒng)程序中的時(shí)間設(shè)置對(duì)污水進(jìn)行最后的沉淀處理，最終通過(guò)加藥裝置以實(shí)

27、現(xiàn)消毒殺菌，達(dá)標(biāo)以后即可以排放。 五、【軟件功能】51開(kāi)發(fā)軟件W-8747控制器的開(kāi)發(fā)模式和傳統(tǒng)PLC開(kāi)發(fā)方式基本一致，完全符合IEC61131國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，編程軟件為羅克韋爾公司旗下的ISaGRAF。它可以同時(shí)支持梯形圖、順序功能圖等5種通用編程語(yǔ)言。該軟件與傳統(tǒng)的PLC廠家的編程軟件（如西門(mén)子的STEP-7）相比屬于開(kāi)放類的通用性軟件，是建立在通用平臺(tái)之上的軟件，因此軟件的兼容性和可移植性更強(qiáng)，用戶使用ISaGRAF開(kāi)發(fā)的程序，當(dāng)其需要移植到其它系統(tǒng)時(shí)，只需要更改參數(shù)，拷貝既可；同時(shí)軟件程序掌握不再局限于固定的廠家，用戶在使用ISaGRAF后，可以把這種技術(shù)掌握在自己手中，而不必再依賴廠家。泓

28、格科技也針對(duì)所選用的I/O模塊提供了相應(yīng)的功能框圖函數(shù)，客戶可以方便的在程序中直接調(diào)用，程序編寫(xiě)將更加方便快捷。此外，ISaGRAF軟件也和傳統(tǒng)的PLC軟件一樣可以支持在線調(diào)試和仿真功能，客戶可以方便的對(duì)預(yù)編的程序進(jìn)行在線調(diào)整?？傊?，用戶可以把它當(dāng)成PLC，來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)；但實(shí)際效果，它的開(kāi)發(fā)和使用比PLC更方便。52與上位機(jī)軟件的銜接用戶在PC機(jī)上根據(jù)工藝要求編寫(xiě)好相應(yīng)的控制程序，將此程序進(jìn)行編譯并通過(guò)PC機(jī)上的串口或網(wǎng)口下載到WinCon-8000主控制器（W-8747）中，開(kāi)機(jī)運(yùn)行后，IPAC主控制器就可按照此程序，以類似現(xiàn)場(chǎng)總線的方式對(duì)廠區(qū)的各種設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。同時(shí)，通過(guò)modbus或者

29、其他協(xié)議方式與上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)通訊，由于上位機(jī)組態(tài)軟件通常支持modbus通訊，所以可以很方便的與用戶的組態(tài)軟件聯(lián)接，用戶也可以通過(guò)調(diào)用泓格提供的功能塊函數(shù)，實(shí)現(xiàn)PAC主控制器與上位機(jī)的通訊。上位機(jī)中用戶可以選擇組態(tài)軟件（如組態(tài)王）或者VB等編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的監(jiān)控組態(tài)平臺(tái)，從而以圖像化方式顯示和記錄現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)信息，并將需要的現(xiàn)場(chǎng)信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)中并保存；同時(shí)，中控室中的工作人員也可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備反饋的數(shù)據(jù)，通過(guò)組態(tài)軟件來(lái)發(fā)出各種命令，命令通過(guò)以太網(wǎng)傳后遞給WinCon-8000主控制器（W-8747）,主控制器通過(guò)接收到的不同命令，編譯成相應(yīng)指令控制各I/O模塊的輸出，以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制。六、【方

30、案特點(diǎn)】61 軟件開(kāi)發(fā)、售后維護(hù)方便泓格科技提供所有I/O模塊的函數(shù)功能塊，用戶可以直接使用相應(yīng)的I/O模塊，而不用單獨(dú)對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行大量的設(shè)置，從而節(jié)省大量初始化時(shí)間，使系統(tǒng)在運(yùn)用和使用上更加容易，同時(shí)在系統(tǒng)維護(hù)時(shí)，也無(wú)須單獨(dú)對(duì)各模塊進(jìn)行設(shè)置，極大的節(jié)省了系統(tǒng)維護(hù)的時(shí)間和人力。62 標(biāo)配以太網(wǎng)絡(luò)接口，降低通訊成本W(wǎng)inCon-8000控制器直接實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通訊而勿需另外添加專門(mén)的以太網(wǎng)通訊模塊，從而大幅度的降低成本，同時(shí)在程序上實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通訊上也更加的方便快捷，而不必再編寫(xiě)專用的通訊程序。63強(qiáng)大的通訊能力，方便實(shí)現(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備或非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備通訊，或者通訊擴(kuò)展。由于W-8747屬于模塊化結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，它除了本身自帶的3串口，一網(wǎng)口外，還可以根據(jù)用戶的需