污水處理實時監(jiān)控軟件

1、污水處理實時監(jiān)控軟件系統(tǒng)概述 污水處理實時監(jiān)控軟件不但能夠?qū)崟r采集和顯示出各設備的運行工況及各項工藝運行參數(shù)，而且能夠合理解決和協(xié)調(diào)運行中各工藝單元之間的優(yōu)化配合，以提高整個污水處理廠的的運行管理水平，使整個系統(tǒng)能夠正常、穩(wěn)定、安全、高效、低耗運行，并取得最佳效益。 控制功能簡述 通過1000M光纖工業(yè)以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)將中央監(jiān)控工作站、PLC現(xiàn)場控制站連接起來，實現(xiàn)了集中管理、分散控制。避免了集中控制系統(tǒng)危險度集中、可靠性差、不易擴展和控制電纜用量大等缺點，實現(xiàn)了信息、調(diào)度、管理上的集中和功能及控制危險上的分散；網(wǎng)絡設備為工業(yè)極產(chǎn)品，能適應嚴酷的工業(yè)環(huán)境，同時，由于傳輸

2、介質(zhì)的冗余，大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性。 系統(tǒng)具有強大的信息處理功能，可以將生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)進行記錄和儲存，對于關(guān)鍵運行參數(shù)采用趨勢顯示及預報，并且可以通過報表方式對生產(chǎn)數(shù)據(jù)和故障報警信息進行查詢； 系統(tǒng)的維護和操作 一、 系統(tǒng)維護、保養(yǎng) 1  柜內(nèi)維護 保持柜內(nèi)清潔、干燥、空氣流通。  2  硬件維護 定期觀察PLC，確保運行和硬件燈亮。 二、 系統(tǒng)運行的必要檢查 1  設備狀態(tài)檢查 1.1 按圖紙

3、的用電順序合上斷路器和保險開關(guān)，檢查各電源和各用電單元是否正常。（直流24V電源，通訊單元，PLC，加熱器）。 1.2 打開柜門，柜內(nèi)照明燈應亮，關(guān)閉柜門，柜內(nèi)照明燈應滅。 1.3 通過短接線，在開關(guān)量輸入端子相應回路24V公共端和信號端上逐個短接導通，測試開關(guān)量輸入信號回路是否導通，PLC程序是否均讀出正確的信號； 1.4 通過程序在開關(guān)量輸出模塊上逐個加載信號，測試開關(guān)量輸出信號到繼電器及繼電器到端子回路是否有效； 1.5 通過電流發(fā)生器在模擬量輸入端子上逐個加載420mA電流信號，測試模擬量輸入信號回路是否有

4、效，PLC程序數(shù)值是否準確； 1.6 通過PLC程序在模擬量輸出信號上逐個加載420mA信號，用萬用表測試電流是否對應準確； 1.7 觸摸屏與PLC通訊是否正常，操作是否正確； 1.8 對上位機操作，測試其信號能否及時準確傳達給PLC，且PLC信號能否通過程序模擬強制傳給上位機。三、 維護保養(yǎng)要求 1  電器元件的維護保養(yǎng) 每3個月檢修一次，每次檢修時所有功能和動作至少必須正確試驗1遍，重要的保護必須進行模擬動作。設備閑置不用或停用時，仍需要定期檢查。 2 

5、0;UPS操作注意事項 在UPS不工作時，請斷掉UPS的輸入電源，拔掉電池線，以保證UPS安全和電池容量。  UPS開機順序：a.合上UPS供電斷路器，UPS風扇開始工作；連接好后備電池接線；b.按下前面板“開機”按鈕2秒以上，UPS面板旁路指示燈、電池容量指示燈、負載指示燈亮，表示UPS處于旁路向逆變轉(zhuǎn)換過程，逆變燈亮后，旁路指示燈熄滅，UPS處于正常工作狀態(tài)；c.由大到小打開各負載斷路器，UPS處于不間斷供電狀態(tài)。  UPS關(guān)機順序：a.由小到大關(guān)掉負載；b. 按下前面板“關(guān)機”按鈕2秒以上，即關(guān)閉逆變器，逆變指示燈熄滅，旁路指示

6、燈不亮，表示UPS無輸出； c.斷開為UPS供電的斷路器。 如超過3個月以上不使用，則每隔3個月讓UPS運轉(zhuǎn)24小時以保持電池滿電位，延長電池壽命。 使用維護詳細說明請參閱UPS不斷電電源的使用手冊。集中管理、分散控制、數(shù)據(jù)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。 廢水處理自動化控制系統(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(shù)水平的現(xiàn)代化污水處理廠進行設計。設計方案中

7、，既要考慮操作、管理水平的先進性，同時也考慮到高新技術(shù)應用的合理性、經(jīng)濟性，在保證生產(chǎn)管理要求的前提下，盡可能節(jié)約投資，獲得良好的技術(shù)經(jīng)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  本著技術(shù)先進，性價比高，實用可靠的原則進行設計。依據(jù)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(jù)采集系統(tǒng)，在中央控制室利用PC（工業(yè)級PC）機對廠內(nèi)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(chǎn)正常運行。生產(chǎn)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

8、運行，保證了生產(chǎn)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(jù)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(wǎng)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）

9、60;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(jù)通訊網(wǎng)絡光纖EtherNet（以太網(wǎng)）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(chǎn)過程參數(shù)（如流量、液位等）、水質(zhì)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??；實時監(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

10、廠重要設備（如提升泵、鼓風機、閥門等）的開/關(guān)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(chǎn)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(zhì)參數(shù)、電氣參數(shù)的趨勢圖；可以動態(tài)顯示全廠生產(chǎn)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(chǎn)統(tǒng)計報表。  （5）具

11、有自動進行越限報警和設備故障報警，并可根據(jù)相應的報警數(shù)據(jù)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(diào)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

12、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(diào)整、提升泵房的一步化控制等。根據(jù)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(guān)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(jù)操作人員是否在受控系統(tǒng)或過程的現(xiàn)場來

13、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。2 控制流程圖及各部分功能見后附圖詳述  2.1 生產(chǎn)過程監(jiān)測系統(tǒng)(中控室)  在辦公樓設立中央控制室。中央控制室內(nèi)設有兩臺21”純平高分辨率計算機工作站等，且兩臺計算機工作站互為備用（分為主操作站和備用操作站），其中主操作站安裝有PLC編程軟件，具有遠程編程功能，程序可方便地通過網(wǎng)絡分別下載到指定現(xiàn)場控制站，以便在調(diào)試過程中在中央控制室

14、遠程隨時修改程序。中央控制室可對整個分布式控制系統(tǒng)進行系統(tǒng)組態(tài)管理、系統(tǒng)監(jiān)測、數(shù)據(jù)實時監(jiān)測、顯示、處理、控制各PLC子站的狀態(tài)、通信、數(shù)據(jù)和信息等完成報警和報表打印，在廠級管理層可以通過Internet將結(jié)果、效益分析等發(fā)往有關(guān)部門。  中控子系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成：  1）二臺配置了實時監(jiān)控軟件的工業(yè)計算機（互為備用）,工業(yè)控制計算機作為中控室人機接口，并通過網(wǎng)絡適配器與工業(yè)控制系統(tǒng)及全廠管理網(wǎng)系統(tǒng)無縫鏈接；  2）用于與現(xiàn)場PLC子站相連的網(wǎng)絡通訊接口適配器以太網(wǎng)卡；  3）用于數(shù)據(jù)庫的WINCC 

15、;服務器軟件；  4）報表打印機和事故報警打印機，互為備用；  5）以太網(wǎng)交換機；  6）辦公打印機；  7）生產(chǎn)管理網(wǎng)使用的若干臺電腦；  8）不間斷UPS電源。  其主要功能：  遠控各PLC現(xiàn)場子站，實時接收PLC采集的各種數(shù)據(jù)，建立全廠檢測參數(shù)數(shù)據(jù)庫，處理并顯示各種數(shù)據(jù)；  監(jiān)測全廠工藝流程和各細部的動態(tài)圖形；  從檢測項目中，按需要顯示歷史記錄和趨勢分析曲線；  重要設備主要參數(shù)的工況及

16、事故報警、打印制表；  編制和打印生產(chǎn)日、月、年統(tǒng)計報表；  對各種數(shù)據(jù)實時存儲；  實現(xiàn)通過服務器對工藝流程、歷史記錄、各種設備工作狀態(tài)、報表等的瀏覽。  應用工程軟件包括：整個污水廠的監(jiān)測控制、在線測試、離線測試、硬件測試軟件、顯示功能。  其主要完成以下功能：  完善的Internet 功能；  采用標準的Windows NT平臺；包含支持世界主要硬件廠商的各種網(wǎng)絡驅(qū)動程序，支持Ethernet、現(xiàn)場總線監(jiān)控； 

17、0;有系統(tǒng)員和操作員安全保密功能；  支持1600×1280高分辨率彩色圖形顯示器；支持各種Windows標準打印機及外圍設備；  為了便于用戶功能的定制，監(jiān)控軟件內(nèi)嵌完全的VBA，而不只是VBA的一個子集；  能夠支持友善的中文化界面；  支持開放的、符合ODBC特征的數(shù)據(jù)庫，并能與編程軟件及其他的專業(yè)數(shù)據(jù)庫軟件共享數(shù)據(jù)庫；  為用戶提供豐富方便的圖形組態(tài)、系統(tǒng)組態(tài)功能，易于構(gòu)成各種服務器、圖形工作站；  豐富的報警功能、分析報表功能，在線編輯功能、打印功能。實時

18、數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)分析、綜合功能，數(shù)據(jù)記錄保存功能；  易于實現(xiàn)多用戶、多任務、多終端；  在線、離線切換功能，自動手動切換功能。  中央控制室能隨時監(jiān)視整個污水廠的運行狀態(tài)、顯示各種檢測值及參數(shù)，從圖形、表格形式顯示現(xiàn)行及歷史值給因各種臨界提示及錯誤、越限報警、顯示及打印分板報表并通過Internet將結(jié)果、效益分析等發(fā)往有關(guān)部門。  中央控制室與廠級管理層之間采用100Mbps的以太網(wǎng)通訊，該網(wǎng)有E-mail功能，能向mail server發(fā)送用戶自定義信息，故障信息，狀態(tài)信息等，通過網(wǎng)關(guān)（以太網(wǎng)交換器）

19、或PLC可與其他控制網(wǎng)絡、現(xiàn)場總線相連。  網(wǎng)絡具備如下特性：  傳輸率： 100Mbps；  傳輸協(xié)議：TCP/IP、UDP/IP、FTP；  傳輸距離：雙較線10Base-T-100米、光纖100Base-F40Km；  傳送媒體方式：光纖；  通過PLC可與其它控制網(wǎng)絡、現(xiàn)場總線相連；  不間斷電源（UPS）：  為保證在供電發(fā)生意外時，系統(tǒng)能有足夠的反應時間進行應急處理，設計上中央控制室和各子站均設有在線不間斷電源（U

20、PS），UPS為在線式運行，自動切換旁路工作，無切換時間。實現(xiàn)的主要功能：本單元應實現(xiàn)以下一些主要功能：  1）根據(jù)粗格柵運行時間周期控制格柵機的啟停；  粗格柵屬于攔污設備，安裝在泵站污水池的進口出，其主要作用是去除污水中較大的懸浮或漂浮物，以減輕后續(xù)污水處理負荷，并起到保護水泵、管道、儀表等作用。  粗格柵的運行是通過定時控制，比如每隔30分鐘（可以設定）粗格柵運行5分鐘，間隔時間和運行時間均可調(diào)；并檢測格柵前的液位，設置上限報警。  經(jīng)粗格柵攔截下來的懸浮物或漂浮物由除污耙把它們清除至螺旋輸送機將其運走。在控

21、制上螺旋輸送機與粗格柵聯(lián)動，即粗格柵先動作然后螺旋輸送機延時啟動，粗格柵先停止然后螺旋輸送機延時停機。 控制流程圖如下：2）根據(jù)細格柵前后液位差和時間周期控制細格柵機的啟停；  由污水提升泵房輸送過來的污水在細格柵間進行進一步的處理，通過細格柵去除可能堵塞水泵機組以及管道閥門的較粗大的懸浮物，為后續(xù)級提供較為理想的污水水質(zhì)。細格柵的運行是通過兩種方式的結(jié)合來控制完成的。第一種是定時控制，比如每隔30分鐘（可以設定）細格柵運行5分鐘，間隔時間和運行時間均可調(diào)；第二種是液位差（也叫水頭損失）控制，通過液位差計對細格柵前后液位的測量，一般當液位差達到0.2m時啟動細格柵

22、，而當液位差小于0.1m時停止運行細格柵，并設置上限報警。液位差控制的優(yōu)先級大于時間控制的優(yōu)先級。  經(jīng)細格柵攔截下來得懸浮物或漂浮物由除污耙把它們清除至螺旋輸送機將其運走。在控制上螺旋輸送機與細格柵聯(lián)動，即細格柵先動作然后螺旋輸送機延時啟動，細格柵先停止然后螺旋輸送機延時停機。  3）實現(xiàn)對旋流沉砂池的控制；  比式沉砂池，污水經(jīng)過細格柵作處理后按池體（圓筒型）正切方向進入池內(nèi)，沿池內(nèi)壁流動后砂粒沿池體下部斜面滑向積砂斗，因污水中砂粒數(shù)量、有機物、無機物數(shù)量是變量，所以池中設置了攪拌裝置，使砂水分離，粗而重的礦物砂粒下沉至積砂斗，細

23、而輕的顆粒隨出水懸浮帶出，出水至反應沉淀池。為排出積砂斗中的沉砂，池中設置了空氣提升泵（由空氣壓縮機提供氣源）。為防止積砂壓實，使已沉降的部分細而輕的顆粒重新懸浮起來，回到污水中去，在排砂前采用壓縮空氣通過空氣沖洗裝置定時氣沖積砂斗。由積砂斗排出的砂經(jīng)砂水分離器將顆粒分選出來，余水和有機物回流至污水集水池。沖洗排砂自控運行（通過對PLC編程實現(xiàn)）要求：按時間順序自動沖砂1次，排砂1次，時間可設定；砂水分離器與沉砂池排砂連動工作，砂水分離器延時停機（延時時間可設定）；  比式沉砂池排砂周期約30分鐘（可設定），電動三通切換閥先切換到松砂管路開2分鐘（可設定），再轉(zhuǎn)換到排砂管路

24、開3分鐘（可設定），然后關(guān)掉三通閥，開啟螺旋砂水分離器10分鐘（可設定）后關(guān)閉螺旋砂水分離器。過15分鐘（可設定），進入下一個排砂周期。4）實現(xiàn)對回收水泵的控制；  全廠生活污水及沉砂池及生物池回流污水流至回收水池，根據(jù)液位信號控制回收水泵的啟停，回收水泵把這些污水送至粗格柵前。5）反應沉淀池  預處理后的污水經(jīng)配水井流至超細格柵作進一步的處理，通過超細格柵去除較細的懸浮物，為絮凝沉淀提供較為理想的污水水質(zhì)。超細格柵的運行是通過兩種方式的結(jié)合來控制完成的。第一種是定時控制，比如每隔30分鐘（可以設定）細格柵運行5分鐘，間隔時間和運行時間均可調(diào)；第二種是液

25、位差（也叫水頭損失）控制，通過液位差計對細格柵前后液位的測量，一般當液位差達到0.2m 2310時啟動細格柵，而當液位差小于0.1m時停止運行細格柵，并設置上限報警。液位差控制的優(yōu)先級大于時間控制的優(yōu)先級。  絮凝沉淀反應池主要作用是使污水的膠體懸浮物絮凝，經(jīng)過沉淀形成污泥排至污泥處理系統(tǒng)。在絮凝沉淀反應池入水口設有攪拌機，它使污水與絮凝充分混合達到良好的絮凝效果，攪拌機控制方式為長時間運行。刮吸泥機的運行通過定時控制完成，在上位機設置定時調(diào)節(jié)畫面，可設置啟/停時間間隔。顯示的就分別是供水泵和污水提升泵的監(jiān)控窗口。“遠程”和“運行”代表了設備當前所處的狀態(tài)，如果現(xiàn)

26、場設備處于“遠程”或“運行”狀態(tài)，那么對應的“遠程”和“運行”就會顯示為綠色；當設備有故障報警時，對應的故障信號顯示為黃色；同時在窗口的下方還有一些控制的按鈕，當現(xiàn)場設備無故障并且處于“遠程”控制的狀態(tài)下，我們可以點擊“啟動”“停止”來操縱設備，帶有變頻器的設備還可以用鍵盤輸入頻率值。濾池自動運行方案，需完成以下功能： 1）濾池過濾過程必須滿足獨立運行原則。 各濾池均為獨立系統(tǒng)，具有各自獨立的操作界面和設定參數(shù)，每個濾池均分為三種狀態(tài)：停用，過濾，反沖。 當濾池各設備處于自動正常狀態(tài)，按“自動啟動鈕”，濾池進行自動過濾控制過程，而不受其它設備影響。2）濾池反沖洗過程必須滿足單獨且同時間唯一運行原則 濾池長時間運行后，需要通過反沖洗對濾池進行全面清洗。由于濾池反沖洗設備（包括反沖洗氣沖鼓風機和反沖洗水泵）只有1套，所以在同一時間里