污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：2019-07-10 15:23:13來(lái)源：
發(fā)電廠(chǎng)產(chǎn)生的混合污水(其中主要為電廠(chǎng)的工業(yè)污水和經(jīng)過(guò)生物二級(jí)處理后的生活污水)，通過(guò)管道輸送到調(diào)節(jié)水池。
一、控制水平：滿(mǎn)足工藝要求的熱備系統(tǒng)。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，要求通過(guò)可編程控制器和上位計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。
系統(tǒng)范圍：整個(gè)系統(tǒng)所有的設(shè)備、儀表、電機(jī)、閥門(mén)等控制對(duì)象?！?/div>
二、污水處理系統(tǒng)總要求
1．處理水量：Q≥400m³/h（其中工業(yè)污水：310 m³/h，生活污水：75 m³/h）
2．含油 ： ≤300ppm
3．供水方式：連續(xù)供水
4．控制方式：全自動(dòng)控制
三、工藝流程
1． 污水處理工藝流程：
混凝劑
污水來(lái)水格柵調(diào)節(jié)池污水提升泵氣浮池中間水池1污水提升泵
混凝劑
澄清池中間水池2 污水提升泵無(wú)閥濾池清水池
2．污泥處理工藝流程：
脫水劑
氣浮池、澄清池來(lái)污泥污泥池污泥提升泵污泥濃縮器污泥螺桿泵帶式壓濾機(jī)泥餅外運(yùn)
四、控制系統(tǒng)概述
1．自動(dòng)控制系統(tǒng)
本污水處理工程的控制系統(tǒng)采用開(kāi)放式的射線(xiàn)式結(jié)構(gòu)，主要由MCC柜、PLC及工控機(jī)組成
MCC柜安裝在廢水車(chē)間里，上位機(jī)、PLC柜放在中央控制室內(nèi)。MCC柜將動(dòng)力回路連接到設(shè)備，在MCC柜上可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有控制對(duì)象的現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制。PLC柜里安裝了控制系統(tǒng)的核心部分---PLC（可編程控制器），能實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的全自動(dòng)控制。上位機(jī)是工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)，通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)與PLC交換數(shù)據(jù)，實(shí)施系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制功能。系統(tǒng)中的水箱液位，水泵壓力 ，閥門(mén)位置，水泵運(yùn)行、故障等信號(hào)，都通過(guò)控制電纜一一對(duì)應(yīng)至PLC的輸入端。其中電動(dòng)閥門(mén)開(kāi)、關(guān)到位，水泵運(yùn)行、故障信號(hào)等為數(shù)字量，水箱液位、流量計(jì)等連續(xù)變量為4-20mA模擬量。全系統(tǒng)共設(shè)有298個(gè)數(shù)字輸入點(diǎn)、44個(gè)模擬輸入點(diǎn)、146個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)、4個(gè)模擬輸出點(diǎn)。
2．PLC控制系統(tǒng)
2．PLC控制系統(tǒng)
該系統(tǒng)的比較重要部分是PLC控制系統(tǒng)，它的好壞將關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的成敗。
根據(jù)工藝和業(yè)主的要求，PLC控制系統(tǒng)采用的是主、從站結(jié)構(gòu)，由一個(gè)主站、三個(gè)從站和一個(gè)PC站（上位機(jī)）組成。用S7系列模塊做主站，S7系列模塊作從站，主站通過(guò)PROFIBUS總線(xiàn)電纜和接口模塊與從站通訊，這樣的構(gòu)架既保證了PLC系統(tǒng)的先進(jìn)性又為用戶(hù)節(jié)省了成本。主站是由一個(gè)支持冗余的底板和兩套S7-400H系列電源模塊、CPU模塊、以太網(wǎng)模塊組成，模塊支持熱插拔。從站是ET200M站，ET200M是在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常使用的PROFIBUS DP分布式從站，ET200M從站由一個(gè)有源總線(xiàn)模板的導(dǎo)軌、2個(gè)IM153接口模塊、若干塊S7-300系列的模塊（PS電源模塊、I/O模塊、CP通訊模塊、FM功能模塊）組成，從站的模塊也支持熱插拔?！?/div>
2．1系統(tǒng)要求：
系統(tǒng)可利用率不低于 99.9%。
系統(tǒng)精度：輸入信號(hào)為±0.1%(高電平), ±0.2%(低電平)；輸出信號(hào)為±0.2%。
抗干擾能力：共模電壓為250V；共模抑制比90dB；差模電壓為60V；差摸抑制比為60dB。
數(shù)據(jù)庫(kù)刷新周期≤1s。
CRT畫(huà)面刷新周期≤1s(復(fù)雜畫(huà)面≤2s)。
CRT畫(huà)面及數(shù)據(jù)對(duì)鍵盤(pán)指令響時(shí)間≤1s。
從鍵盤(pán)發(fā)出操作指令到通道板輸出或返回信號(hào)從通道板輸入至CRT上顯示的總時(shí)間為2.5s。
控制器工作周期，模擬量控制≤0.25s；開(kāi)關(guān)量控制≤0.1s。
比較忙時(shí)，控制器CPU負(fù)荷率≤60% ，操作員站CPU負(fù)荷率≤40%。
內(nèi)部存儲(chǔ)器占用容量≤50%，外部存儲(chǔ)器占用容量≤40%。
I/O點(diǎn)裕量為15%。I/O卡槽裕量為15%。
PLC內(nèi)部通訊總線(xiàn)的負(fù)荷率≤30%。
電氣模擬量輸入采樣周期≤50ms, 非電氣模擬量輸入采樣周期≤200ms，開(kāi)關(guān)量采樣周期≤100ms。
2．2硬件配置：
?。?）配備有一個(gè)主機(jī)架，主機(jī)架上有電源模塊 PS 407 10A 2塊、CPU模塊 CPU 414-4H 2塊、以太網(wǎng)模塊 CP 443-1 2塊。CPU模塊具有大型的程序存儲(chǔ)容量，考慮了40%的備用量，存貯器采用閃存（FLASH RAM）技術(shù)；模塊上有PROFIBUS-DP主/從接口，可以配置成分布的自動(dòng)化結(jié)構(gòu)，易于今后的系統(tǒng)擴(kuò)展。過(guò)程控制、監(jiān)視和用所需的故障診斷等，所有功能設(shè)置于可編程控制器內(nèi)。這些功能包括下列內(nèi)容: 實(shí)時(shí)鐘和日歷、繼電器和鎖存繼電器、過(guò)渡觸點(diǎn)、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、算術(shù)運(yùn)算、邏輯功能、移位寄存器等。智能化的診斷功能連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)工作是否正常，并記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件。
（2）接口模塊采用IM153-2,共6塊，用于多機(jī)架配置中主機(jī)架和擴(kuò)展機(jī)架之間的連接，可擴(kuò)展多個(gè)機(jī)架，各機(jī)架之間的比較大距離為10米。
（2）接口模塊采用IM153-2,共6塊，用于多機(jī)架配置中主機(jī)架和擴(kuò)展機(jī)架之間的連接，可擴(kuò)展多個(gè)機(jī)架，各機(jī)架之間的比較大距離為10米。
（3）配備有三個(gè)機(jī)擴(kuò)展機(jī)架，擴(kuò)展機(jī)架上有電源模塊、接口模塊和信號(hào)模塊，其中數(shù)字量輸入模塊11塊、輸出模塊5塊，模擬量輸入模塊7塊、輸出模塊1塊。數(shù)字量輸入/輸出模塊能自動(dòng)診斷無(wú)編碼器電源、無(wú)內(nèi)外部輔助電壓、模塊參數(shù)錯(cuò)誤、看門(mén)狗錯(cuò)誤、EPROM故障、過(guò)程報(bào)警信息丟失等；模擬量輸入模塊能自動(dòng)診斷無(wú)外部電壓、組態(tài)參數(shù)錯(cuò)誤、共模故障、短線(xiàn)、測(cè)量范圍溢出等故障；模擬量輸出模塊能自動(dòng)診斷無(wú)外部電壓、組態(tài)參數(shù)錯(cuò)誤、對(duì)地短路等故障。
3．PC工控機(jī)
PC工控機(jī)在系統(tǒng)中是PC站，它即可作為工程師站對(duì)PLC和組態(tài)軟件進(jìn)行編程，編程完畢后，又可作為操作員站監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行。
4．網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
工廠(chǎng)采用的是聯(lián)網(wǎng)集中控制,本工程是工廠(chǎng)整個(gè)系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)子系統(tǒng)，工業(yè)污水處理站控制系統(tǒng)作為整個(gè)系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)子站，因此留有滿(mǎn)足上層網(wǎng)絡(luò)要求的軟、硬件通訊接口（如以太網(wǎng)和PROFIBUS DP接口）,并提供了聯(lián)網(wǎng)所需的軟件（如通訊軟件SIMATIC NET 6.2）和硬件（如以太網(wǎng)交換機(jī)）。
工控機(jī)和PLC之間采用的是小型工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)，西門(mén)子PLC與上位機(jī)之間采用的是TCP/IP協(xié)議，使用以太網(wǎng)交換機(jī)連接PC機(jī)和PLC，既可編制程序，還可通訊、監(jiān)控,并帶有OPC接口。系統(tǒng)完成調(diào)試投入正常運(yùn)行后，工控機(jī)掛接的以太網(wǎng)，可與任一臺(tái)裝有組態(tài)軟件，并帶有OPC功能的計(jì)算機(jī)相連接，PLC控制程序的組態(tài)和修改也可在業(yè)主方水處理系統(tǒng)集中控制網(wǎng)絡(luò)的工程師站上進(jìn)行，并通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)在線(xiàn)下載到工業(yè)污水處理控制系統(tǒng)的PLC中，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)集中控制。
5．PCAuto 3.62軟件的主要功能及特性
PCAuto 3.62比較大特點(diǎn)是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)集成，提供了良好的用戶(hù)開(kāi)發(fā)界面和簡(jiǎn)潔的工程實(shí)現(xiàn)方法，只要將其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項(xiàng)功能，縮短了自動(dòng)化工程師的系統(tǒng)集成的時(shí)間，大大的提高了集成效率。它能同時(shí)和國(guó)內(nèi)外各種工業(yè)控制廠(chǎng)家的設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊，與高可靠的工控計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，便可以達(dá)到集中管理和監(jiān)控的目的，同時(shí)還可以方便的向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，實(shí)現(xiàn)與“第三方”的軟、硬件系統(tǒng)的集成。
5．1與國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品相比，PCAuto 3.62組態(tài)軟件具有以下特點(diǎn)：
5．1與國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品相比，PCAuto 3.62組態(tài)軟件具有以下特點(diǎn)：
（1）全中文、可視化、面向窗口組態(tài)開(kāi)發(fā)界面，符合中國(guó)人的使用習(xí)慣和要求。真正的32位程序，支持多任務(wù)、多線(xiàn)程、可運(yùn)行于Microsoft Windows95/98/Me/NT/2000/XP等多種操作系統(tǒng)；
（2）龐大的標(biāo)準(zhǔn)圖形庫(kù)、完備的繪圖工具集以及豐富的多媒體支持，使您能夠快速地開(kāi)發(fā)出集圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)等于一體的漂亮、生動(dòng)的工程畫(huà)面；
（3）全新的ActiveX動(dòng)畫(huà)構(gòu)件。包括存盤(pán)數(shù)據(jù)處理、條件曲線(xiàn)、計(jì)劃曲線(xiàn)、相對(duì)曲線(xiàn)、多行文本、通用棒圖等、使您能夠更方便、更靈活地處理、顯示生產(chǎn)數(shù)據(jù)。
（4）支持目前絕大多數(shù)硬件設(shè)備，同時(shí)可以方便地定制各種設(shè)備驅(qū)動(dòng)；此外獨(dú)特的組態(tài)環(huán)境調(diào)試與靈活的設(shè)備操作命令相結(jié)合，使硬件設(shè)備與軟件系統(tǒng)間的配合天衣無(wú)縫。
（5）簡(jiǎn)單易學(xué)的類(lèi)Basic腳本語(yǔ)言與豐富的策略構(gòu)件，使您能夠輕而易舉的開(kāi)發(fā)出復(fù)雜的流程控制系統(tǒng)。
（6）強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能。能夠?qū)I(yè)現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以各種方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，使您能夠在第一時(shí)間獲得有關(guān)現(xiàn)場(chǎng)情況的第一手?jǐn)?shù)據(jù)。
?。?）方便的報(bào)警設(shè)置、豐富的報(bào)警類(lèi)型。報(bào)警存貯與應(yīng)答，實(shí)時(shí)打印報(bào)警報(bào)表，以靈活的報(bào)警處理函數(shù)，使您能夠方便、及時(shí)、準(zhǔn)確地捕捉到任何報(bào)警信息。
（8）完善的安全機(jī)制。允許用戶(hù)自由設(shè)定菜單、按鈕及退出系統(tǒng)的操作權(quán)限。此外，PCAuto 3.62還提供了工程密碼、鎖定軟件狗、工程運(yùn)行期限等功能，以保護(hù)組態(tài)開(kāi)發(fā)者的成果。
（9）強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能。支持TCP/IP、Modem、485/422/232，以及各種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線(xiàn)電臺(tái)等多種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。
（10）良好的可擴(kuò)充性?？赏ㄟ^(guò)OPC、DDE、ODBC、ActiveX等機(jī)制，方便地?cái)U(kuò)展PCAuto 3.62組態(tài)軟件的功能，并與其他組態(tài)軟件、MIS系統(tǒng)或自行開(kāi)發(fā)的軟件進(jìn)行連接。
（11）提供了WWW瀏覽功能，能夠方便地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)控制與企業(yè)管理的集成。在整個(gè)企業(yè)范圍內(nèi)，只使用IE瀏覽器就可以在任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)上方便地瀏覽與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)一致的動(dòng)畫(huà)畫(huà)面，實(shí)時(shí)和歷史的生產(chǎn)信息，包括歷史趨勢(shì)、生產(chǎn)報(bào)表等等，并提供完善的用戶(hù)權(quán)限控制。
5．2組態(tài)軟件的功能
(1)軟件功能：主要指監(jiān)控軟件的要求，它是基于多任務(wù)、多平臺(tái)、實(shí)時(shí)性好、開(kāi)放性好的集成軟件包。標(biāo)準(zhǔn)畫(huà)面和用戶(hù)組態(tài)畫(huà)面均漢化，漢字符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。