污水处理厂自动控制系统解决方案

发布日期：2018-06-05 15:13 浏览次数：

一、设计规范

污水处理厂自动控制系统方案设计是南京康卓环境科技有限公司（康卓科技）须遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、安全可靠、节约成本、便于扩展的原则。综合考虑开发、施工、维护及操作因素，并为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。

1．设计依据
1.《城镇排水系统电气与自动化工程技术规程》(CJJ 120-2008)
2.《工业自动化仪表工程施工及验收规范》(GB50093-2002)
3.《可编程控制器系统设计规定》(HG/T20700-2000)
4.《自动化仪表工程施工质量验收规范》(GB50093-2013)
5.《自动化仪表选型设计规定》(HG/T20507-2000)
6.《仪表系统接地设计规定》(HG/T20513-2000)
7.《仪表供电设计规定》(HG/T20509-2000)
8.《控制室设计规定》(HG/T20508-2000)
9.《仪表配管、配线设计规定》(HG/T20512-2000)

2．工程概况
1.本工程为康卓科技设计的某污水处理项目(日处理污水4.5万吨)。本自控工程共新建7个PLC站:1#细格栅PLC站位于细格栅及沉砂池； 2#生化池PLC-1站与 2#生化池PLC-2从站位于AAO曝气池；3#配电间PLC站位于鼓风机房及变配电间； 4#滤池PLC站位于深床滤池；5#加药间PLC站位于加药间； 6#污泥脱水间PLC站位于污泥脱水机房。并将1#~6#PLC站接入厂区自控环网系统。

3．设计范围
本工程新建厂区自控系统、仪表检测系统、视频监控及安防系统。

4．自控系统说明
1.本工程共新建7个PLC站:使用西门子PLC，信号输入输出全部隔离，使用内部VPN专用网络实现与中控室通信。自控系统实现管理现场无人值守、中控室少人值守的管理模式，并符合可靠性、先进性和适用性原则。
2.污水厂自控系统采用三层结构:信息层、控制层、设备层。信息层设备布设在位于值班控制室,配有上位机3套,集中实现全厂工艺流程的监控,能耗分析，智慧运行，并提供信息处理、设备管理、通讯管理,故障处理等功能。控制层为现场现状PLC站7个,分别位于污水厂各设备现场。
3.自控系统的控制功能主要表现为三种模式:
a远程模式:通过中心控制室的计算机键盘或鼠标,操作人员可以控制全厂所有可控电气设备的启/停。
b自动模式:计算机控制系统中的PLC站通过其内部控制回路完成各生产环节的自动控制。这种控制模式是污水厂正常运行方式时的常用模式。
c手动模式:通过现场控制箱柜的操作按钮对设备进行手/自动切换和手动控制。主要用于单机设备调试及维修状态,正常时切换开关应处于自动档。

5．仪表系统
1.按照工艺检测要求设置液位、流量及水质分析仪表,详见《自控仪表流程图》。
2.本工程仪表应满足以下外壳防护等级要求：
IP54户内 IP67经常受到直接水溅的场合
IP65户外 IP68可能产生水淹的场合
3.各仪表安装均需符合产品说明书的要求。
4.水质分析仪表运行时必须经常清洗及调校,其他仪表必须定期保养调校。仪表排水管均接入附近排水系统,取样点详见各单体自控施工图。

二、污水厂自控系统设计总说明

系统平台从行政规划、设计、建设、运营、监管等方面为污水厂提供生产运营、安全管理、水质监测、故障预警、数据查询、专家决策等实时、丰富、准确的信息化管理服务；为分析、决策提供大数据支持；为无人值守、应急处置、节能减排、工艺改进实现智能化、精准化统一的管理技术手段。

1：总规划表

2 应用软件部署

图：应用软件部署图

2.1：软件功能

1）数据实时监测与处理功能

系统所监测的数据在相应的画面和表格中显示，并具有随机点测某个端站和巡测整个系统端站的功能。能对数据自行进行较大值、较小值、平均值、累加值进行统计。

2）图形处理功能

根据数据库绘制实时曲线图和历史趋势曲线图。

3）自动报表生成功能

根据需要按不同的时间周期生成日、月、年报表，也可按参数名称自动生成报表。对水质监测项目的COD、氨氮、PH、电能、流量、动力设备等信息中心自动汇总生成全区水源水质日报表。

4）历史数据存储功能

①历史数据存储时间可组态，如定时存盘时间间隔可在1分钟、10分钟、30分钟、1个小时之间选择。

②具有数据导入、导出功能，便于系统进行数据备份、恢复和进行数据对比分析。

③支持断点续传和数据缓存、补调功能：对网络故障、设备通讯失败等异常情况导致数据缺失进行数据补调，保持历史数据完整。

④历史趋势数据保存周期大于3年。

5）实时/历史趋势查询、实时/历史报警查询功能

可以以时间段、监控区域、监控点位、监控数值为条件查询，历史数据以表格和曲线图输出。

6）自动报警功能

报警包括：网络断线报警、设备通讯失败报警、参数超标报警等。报警参数可灵活设置，并和管理人员的手机绑定，发生报警时自动发送短信告知。

7）输出、打印功能

各种报表、查询信息、报警信息能在屏幕上显示及打印输出。

8）短信发布功能

利用短信平台资源，将系统中非常重要的事件按级别、按时段在不影响领导的日常生活的前提下，发送到相关的人员手机上。除极其严重的报警在夜间发送外，一般的事件在早晨8:00钟后发送给领导，日间事件实时发送。具体的短信发送策略可以用户自定义。

9）系统管理功能

①登录管理、用户权限管理。

②数据监控终端（RTU）的远程参数设置。

③通讯状态检测与监视。为提高通讯可靠性，系统要具备有通讯状态检测和监视功能，实时诊断通讯状态和链路连接情况。

10）WEB浏览功能

①通过WEB浏览系统，各子系统间的数据传输可通畅的进行，减少了数据的孤岛现象。

②通过WEB浏览系统，协同领导、管理人员和所辖的污水厂领导和管理人员可以通过网络获取所关注的污水处理厂运行信息。

3：自控规划表

4：管理中心信息平台

利用自控中心建设以搭载SQL数据库服务器管理系统，使用WinCC(Windows Control Center)视窗控制中心建立自控系统。

图：管理中心

1）、工艺流程的监控：展示污水处理工艺流程，展示各节点运行设备的运行状态，控制状态，数据状态。掌握污水生产过程的整体运行情况，如本日，本月，本年的（入水总流量，入水瞬时流量，出水总流量，出水瞬时流量，电能能耗），当前入水，出水的水质参数。

2）、能耗分析：展示污水生产运行中对各节点运行设备的电能消耗。按时、日、月，年分析各工艺节点电能消耗占总能耗百分比情况，工艺节点各设备电能消耗占本工艺节点能耗总能耗的百分比情况。在改进工艺运行参数后与改进行前的能耗情况，分析出较优运行数据，为节能减排提供大数据依据。

3）、智慧运行：在污水生产运行中，对设备、仪表建立设备档案，记录运行时间，维护时间间隔，对污水生产过程中设备的维护与检修做到安全标准，并建立运营档案。同时根据污水生产过程中仪表返回的数据进行分析，判断相关设备的运行状态，做出预判，预警。智慧运行系统为污水生产提供安全保障。

4）、视频监控：在污水厂建立视频监控系统，将视频通过网络传输至总信息平台，完成管理部门的视频监管。摄像头采用一体化网络摄像头，带夜视功能，图像达到全高清画质，现场与监管平台24小时不间断视频传输。

5）、数据报表：对所有设备数据进行管理。完成数据的处理存储和日常运营管理。存储的数据资料将用于生产调度，预报参考之用。建立日常运营班、日、月、年报表。班报表以一个班工作时间8小时为准，一天三班。班报表的形式包括正确的班次、日期、报表名称、采样点编号、计算单位以及每个采样点的平均值、较小值、较大值、连续计量累积值、班的处理水量、能耗、单耗或成本，进行打印和存储。日、月、年报表的形式与班报表形式类同，组报表的时段为日、月、年。过程变化曲线、参数时序曲线、计量累积曲线、能耗曲线、事故报警总表等，分成日、月、时段衔接。

4.1：拼接屏

中控室3*4的拼接方式，拼接单元使用46" 三星原装DID屏，5.3mm拼接缝隙的超窄边液晶拼接单元。单元外观尺寸：1023.98mm(H)×578.57mm(V)；亮度： 500cd/m2；对比度4000：1；显示模式：16：9 上下左右可视角度178度。