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城市排污泵站自動化控制系統 



城市排污泵站自動化控制系統是整個污水處理工程的重要組成部分,其設計好壞與控制設備選擇是否適當,不僅關系著自控系統的性價比的高低而且對以后整個污水處理系統的運行、維護的難易有著重要影響。以某市污水處理廠這個實際工程為例,對城市污水處理自動化系統的設計進行詳細描述。
一、污水處理廠概況
該污水處理廠位于市中區,為日處理能力為6萬噸/天的污水處理廠,出水排入東海,水質達到國家一級排放標準。
本工程采用水解-AICS處理工藝。其具體流程為:污水首先分別經過粗格柵去除粗大雜物,接著污水進入泵房及集水井,經泵提升后流經細格柵和沉砂池,然后進入水解池。水解池出水自流入AICS進行好氧處理,出水達標提升排入東海。AICS反應器為改進SBR的一種。其工藝流程如下圖1所示:


污水處理廠處理工藝流程


二、系統設計

從污水處理廠的工藝流程可以看出,該廠的主要工藝AICS反應器是改進SBR的一種,

要周期運行,AICS反應器的進水方向調整、厭氧好氧狀態交替、沉淀反應狀態輪換都有電

動設備支持,大量的電動設備的開關都需要自控系統來完成,因此自控系統對整個周期的正

確運行操作至關重要。而且好氧系統作為整個污水處理工藝能量消耗的大戶,它的自控系統

優化程度越高,整個污水處理工藝的運行費用也會越低,這也說明了自控系統在整個處理工

藝中的重要性。為了保證污水廠生產的穩定和高效,減輕勞動強度,改善操作環境,同時提

高污水廠的現代化生產管理水平,在充分考慮本污水處理工藝特性的基礎上,將建設現代化

污水處理廠的理念融入到自控系統設計當中,本自控系統設計遵循以下原則:先進合理、安

全可靠、經濟實惠、開放靈活。

三、系統組成
污水處理系統是由現場儀表和執行機構、信號采集控制和人機界面(監控)

設備三部分組成。自控系統的構建主要是指三部分系統形式和設備的選擇。本執行機構主要

是根據工藝的要求由工藝專業人員確定,預留自控系統的接口。儀表的選擇將在后面的部分

進行描述。信號采集控制部分主要包括基本控制系統的選擇以及系統確定后控制設備和系統

通訊的選擇。人機界面主要是指中控室和現場值班室監視設備的選擇。


系統圖如下所示

基本系統:
目前用于污水處理廠自控系統的基本形式主要有三種DCS系統、現場總線系統和基

PC控制的系統。從規模來看三種系統所適用的規模是不同的。DCS系統和現場總線系

統一般適用于控制點比較多而且廠區規模比較大的系統,基于PC的控制則用于小型而且

控制點比較集中的控制系統。

系統通訊:

現場總線系統最主要的特點就是依賴網絡通訊,分散控制和信號采集,最大程度的減少布線,節省安裝和維護費用。現場總線主要是指從現場控制器或IO??櫚郊囁叵低車耐ㄑ鍛?。目前現場總線,根據通訊協議的不同可以分為很多種,比如,ProfiBus、Modebus、PPI等。

設備配置:
對于ProfiBus-DP網絡來說只是提供了一個從現場到監控層的信息通道,但信號的

采集和執行命令的下達仍然需要由控制器和現場的IO??樽槌傻惱糾賜瓿?。ProfiBus-DP網絡是一種主從站的網絡結構。整個網絡上最多可以有128個從站,但只有一個作為主站,所有的通訊事務都由主站來管理。

人機界面:
人機界面設備是直接與操作管理人員進行交流的監控視備,一般由兩部分組成,即現

場監視設備和中控室監視設備。現場監視設備可以是PC機或是觸摸屏,中控室監視設備

一般由工控機、模擬屏或投影儀等組成。監視設備應在兼顧投資的情況下,保證操作管理

人員可以對整個污水處理廠全面直觀的監視與控制,現場監視設備一般在比較重要的單元

或控制事務比較大的從站中設置,以便操作人員及時對現場情況進行處理。

 

四、組態畫面

我公司使用組態王組態軟件對整個系統進行監控,使用簡單、操作方便、功能強大,便于用戶更快速熟練的操作整個排污監控系統,并且畫面美觀大方,帶給用戶一個良好的工作視覺環境。

組態畫面如下:

五、現場安裝圖片

六、系統優點:
1、低投資:投資少
  
該系統除一些精度要求高的在線監測儀表(污泥濃度計、溶解氧儀和液位計)為進口儀表外,其余部分在線儀表實現國產化國產化,節省了一部分投資費用。在自控系統的總線技術選取上、現場I/O控制設備和上位監控設備的選取上,均采用了性價比較高的產品,如PLC采用西門子S7-200系列等。
2
、低費用:運行費用低
  
在占全廠能耗90%的原水提升和鼓風曝氣這兩個環節上,依托自動控制系統,進水段實現恒液位、變流量控制,由大功率變頻裝置拖動大流量潛污泵,完全涵蓋了5003000m3/h的流量范圍,克服了多臺泵切換啟停,流量突變對后續工藝的水力沖擊,也達到節能的目的,立式潛污泵的提水電耗較小。占全廠能耗75%以上的鼓風機選用單級高速離心風機,通過控制進口導葉開度調節風量,從而降低能耗,具體的作法是在夜間小水量和過渡工序時自動減小供氣量。
3
、管理操作簡便
  
該系統在上位軟件二次開發過程從人性化角度出發,提高自控系統的可操作性,使管理者在任意時間和地點可對工藝系統進行全方面的監控,及時了解到處理系統運行的優劣狀態。


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