污水處理廠自動化系統(tǒng)
一、污水廠系統(tǒng)設計
污水調度監(jiān)控系統(tǒng)對各個泵房站工藝參數(shù)、電氣參數(shù)、設備的運行狀況進行監(jiān)控，控制、連鎖、報警、以及報表的打印。通過使用調度中心和各個工藝站以之間的通訊連接，完成這個污水調度系統(tǒng)的實現(xiàn)。
這個系統(tǒng)由調度中心、通訊網絡、現(xiàn)場傳動和控制柜三部分組成。現(xiàn)場的控制和傳動柜負責數(shù)據(jù)的采集以及協(xié)調工藝系統(tǒng)的運行。在通訊網絡的支撐下，通過網絡接口將數(shù)據(jù)及設備的運行狀態(tài)等傳遞到調度中心。同時協(xié)調調度監(jiān)控并對數(shù)據(jù)進行存儲、打印、報警等。以及在這個基礎上的現(xiàn)場和調度之間的指令配合。
中央調度中心設于綜合樓中控室�，F(xiàn)場一般設置三個子站，分別是進水泵房、鼓風機泵房、污泥濃縮脫水機房等。全廠通過通訊網絡分為二級，即第一級為中控制監(jiān)管，現(xiàn)場到調度中心采用以太網光纖環(huán)網；第二級為數(shù)據(jù)傳輸級，為現(xiàn)場控制站到現(xiàn)場設備之間的電纜連接。
污水處理廠的自動化系統(tǒng)的控制方式包括：本地手動控制、本地自動控制、檢修模式、遠程自動控制等幾種方式。
（1） 調度中心
污水監(jiān)控中心主要由數(shù)據(jù)服務器，操作員站，工程師站，通訊網關，大屏幕、以太網交換機、防火墻、打印機、UPS電源等組成。
（2） 現(xiàn)場控制系統(tǒng)
現(xiàn)場的控制柜主要有PLC、顯示屏幕來組成。彩色的顯示屏幕主要是來完成各種監(jiān)控畫面、數(shù)據(jù)采集的顯示、設定參數(shù)等。PLC可以采用冗于的控制器。PLC本身帶多種通訊協(xié)議的接口。包括的工藝：
1．粗細格柵控制
格柵控制通常情況下是采用時間和液位差兩種控制模式的。正常的情況下，我們根據(jù)預先設定好的時間間隔及持續(xù)的時間運行，當格柵前后的液位差大于設定時，格柵除污機連續(xù)運行，直到液位差小到相關的要求的時候恢復正常的操作。
2．提升泵
根據(jù)水池的液位自動控制變頻的頻率。水池液位過低停泵。每一臺泵的啟動和總的運行時間要均衡。上位機實時監(jiān)控泵的運行情況。
3．氧化溝
現(xiàn)場的PLC控制器，根據(jù)氧化溝內的溶解氧的含量采取一定的算法來調節(jié)轉蝶的運行及其轉速，并控制推進器刮泥橋的運行。
4．污泥脫水
污泥脫水機以及輔機由污泥脫水機控制器，并且協(xié)調污泥泵、加藥裝置、投配泵聯(lián)動運行。
5．鼓風機
鼓風機根據(jù)其出口氣體的信號，氧化溝的溶解氧能力為輔助信號，根據(jù)負荷的大小來自動調節(jié)閥門的開啟程度。
（3） 通訊網絡
通訊網絡是整個污水的核心部分。各個工藝站通過通訊網絡系統(tǒng)形成一個“環(huán)”型統(tǒng)一的整體。來實現(xiàn)集中的監(jiān)控、調度、控制等�；旧喜捎霉饫w的方式來完成網絡的整體協(xié)調的。
（4）數(shù)據(jù)管理
可以通過C/S或B/S的結構來完成數(shù)據(jù)的傳遞，利用調度中心的數(shù)據(jù)服務器實時采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存儲完以后來傳遞給對應的客戶端。在客戶端可以通過相關的軟件來完成數(shù)據(jù)的顯示，打印。以及利用先進的B/S結構完成在線的實時的數(shù)據(jù)顯示查看。同時也可以采用WEB發(fā)布的方式來實現(xiàn)網絡上的瀏覽數(shù)據(jù)。
二、典型方案
三、案例分析
（1）工程地點：河北晉州市污水處理廠工程
（2）實施階段：2009年9月-2009年11月
（3）工程概況：
晉州市污水處理廠工程是2009年我公司承接的污水處理自動化工程之一，其設計規(guī)模一期為3萬立方米/天，總建筑規(guī)模為6萬立方米/天。本工程主要工藝采用A/A/O處理工藝，工藝流程圖如下：
市政污水管網 粗格柵 提升泵站 細格柵 曝氣沉砂池
C
水解調節(jié)池 初沉池 A/A/O生化池 二沉池 曝氣生物濾池
污泥回流 污泥回流 PAC
Fe
接觸消毒池 達標排放
該工程自控系統(tǒng)方案設計是我公司根據(jù)其工藝特點，采用集中管理和分散采集、控制的計算機監(jiān)視、控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由中控室和現(xiàn)場采集控制站二級組成。系統(tǒng)集計算機技術、控制技術、通訊技術以及顯示技術于一體，通過100M工業(yè)通訊網絡將中央級上位監(jiān)控站和現(xiàn)場子站相連，網絡拓撲結構為星形連接，實現(xiàn)集中監(jiān)測管理和分散采集、控制，體現(xiàn)了分散、易于管理、節(jié)約成本、便于維護現(xiàn)代控制系統(tǒng)特點，實現(xiàn)了信息、調度、管理集中與控制功能合理分散。
根據(jù)全廠總平面布置圖和工藝特點共設3個現(xiàn)場站，4個現(xiàn)場子站，配置可編程邏輯控制器ABB公司的AC500系列主站PLC和通過CS31通訊協(xié)議連接AC31系列的子站PLC，主要工藝設備全部采用現(xiàn)場機旁控制和PLC自動控制兩種方式，對粗格柵及進水泵站、細格柵、旋流沉淀池、生化工序、污泥回流、脫水機房、加氯間、檢測分析儀表、電量參數(shù)等站點設備進行遠程數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、自動化控制等操作。在數(shù)據(jù)處理上，實現(xiàn)各類報表查詢、打印，數(shù)據(jù)分析等功能。
晉州污水處理廠投產以來，自動化程度達到國內領先水平，污水處理達到一級A類排放標準，是新型現(xiàn)代化污水處理廠。
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