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污水處理廠自動控制系統(tǒng)解決方案

發(fā)布日期：2018-06-05 15:13 瀏覽次數：

一、設計規(guī)范

污水處理廠自動控制系統(tǒng)方案設計是南京康卓環(huán)境科技有限公司（康卓科技）須遵循技術先進、功能齊全、性能穩(wěn)定、安全可靠、節(jié)約成本、便于擴展的原則。綜合考慮開發(fā)、施工、維護及操作因素，并為今后的發(fā)展、擴建、改造等因素留有擴充的余地。

1．設計依據
1.《城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)電氣與自動化工程技術規(guī)程》(CJJ 120-2008)
2.《工業(yè)自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范》(GB50093-2002)
3.《可編程控制器系統(tǒng)設計規(guī)定》(HG/T20700-2000)
4.《自動化儀表工程施工質量驗收規(guī)范》(GB50093-2013)
5.《自動化儀表選型設計規(guī)定》(HG/T20507-2000)
6.《儀表系統(tǒng)接地設計規(guī)定》(HG/T20513-2000)
7.《儀表供電設計規(guī)定》(HG/T20509-2000)
8.《控制室設計規(guī)定》(HG/T20508-2000)
9.《儀表配管、配線設計規(guī)定》(HG/T20512-2000)

2．工程概況
1.本工程為康卓科技設計的某污水處理項目(日處理污水4.5萬噸)。本自控工程共新建7個PLC站:1#細格柵PLC站位于細格柵及沉砂池； 2#生化池PLC-1站與 2#生化池PLC-2從站位于AAO曝氣池；3#配電間PLC站位于鼓風機房及變配電間； 4#濾池PLC站位于深床濾池；5#加藥間PLC站位于加藥間； 6#污泥脫水間PLC站位于污泥脫水機房。并將1#~6#PLC站接入廠區(qū)自控環(huán)網系統(tǒng)。

3．設計范圍
本工程新建廠區(qū)自控系統(tǒng)、儀表檢測系統(tǒng)、視頻監(jiān)控及安防系統(tǒng)。

4．自控系統(tǒng)說明
1.本工程共新建7個PLC站:使用西門子PLC，信號輸入輸出全部隔離，使用內部VPN專用網絡實現與中控室通信。自控系統(tǒng)實現管理現場無人值守、中控室少人值守的管理模式，并符合可靠性、先進性和適用性原則。
2.污水廠自控系統(tǒng)采用三層結構:信息層、控制層、設備層。信息層設備布設在位于值班控制室,配有上位機3套,集中實現全廠工藝流程的監(jiān)控,能耗分析，智慧運行，并提供信息處理、設備管理、通訊管理,故障處理等功能?？刂茖訛楝F場現狀PLC站7個,分別位于污水廠各設備現場。
3.自控系統(tǒng)的控制功能主要表現為三種模式:
a遠程模式:通過中心控制室的計算機鍵盤或鼠標,操作人員可以控制全廠所有可控電氣設備的啟/停。
b自動模式:計算機控制系統(tǒng)中的PLC站通過其內部控制回路完成各生產環(huán)節(jié)的自動控制。這種控制模式是污水廠正常運行方式時的常用模式。
c手動模式:通過現場控制箱柜的操作按鈕對設備進行手/自動切換和手動控制。主要用于單機設備調試及維修狀態(tài),正常時切換開關應處于自動檔。

5．儀表系統(tǒng)
1.按照工藝檢測要求設置液位、流量及水質分析儀表,詳見《自控儀表流程圖》。
2.本工程儀表應滿足以下外殼防護等級要求：
IP54戶內 IP67經常受到直接水濺的場合
IP65戶外 IP68可能產生水淹的場合
3.各儀表安裝均需符合產品說明書的要求。
4.水質分析儀表運行時必須經常清洗及調校,其他儀表必須定期保養(yǎng)調校。儀表排水管均接入附近排水系統(tǒng),取樣點詳見各單體自控施工圖。

二、污水廠自控系統(tǒng)設計總說明

系統(tǒng)平臺從行政規(guī)劃、設計、建設、運營、監(jiān)管等方面為污水廠提供生產運營、安全管理、水質監(jiān)測、故障預警、數據查詢、專家決策等實時、豐富、準確的信息化管理服務；為分析、決策提供大數據支持；為無人值守、應急處置、節(jié)能減排、工藝改進實現智能化、精準化統(tǒng)一的管理技術手段。

1：總規(guī)劃表

2 應用軟件部署

圖：應用軟件部署圖

2.1：軟件功能

1）數據實時監(jiān)測與處理功能

系統(tǒng)所監(jiān)測的數據在相應的畫面和表格中顯示，并具有隨機點測某個端站和巡測整個系統(tǒng)端站的功能。能對數據自行進行較大值、較小值、平均值、累加值進行統(tǒng)計。

2）圖形處理功能

根據數據庫繪制實時曲線圖和歷史趨勢曲線圖。

3）自動報表生成功能

根據需要按不同的時間周期生成日、月、年報表，也可按參數名稱自動生成報表。對水質監(jiān)測項目的COD、氨氮、PH、電能、流量、動力設備等信息中心自動匯總生成全區(qū)水源水質日報表。

4）歷史數據存儲功能

①歷史數據存儲時間可組態(tài)，如定時存盤時間間隔可在1分鐘、10分鐘、30分鐘、1個小時之間選擇。

②具有數據導入、導出功能，便于系統(tǒng)進行數據備份、恢復和進行數據對比分析。

③支持斷點續(xù)傳和數據緩存、補調功能：對網絡故障、設備通訊失敗等異常情況導致數據缺失進行數據補調，保持歷史數據完整。

④歷史趨勢數據保存周期大于3年。

5）實時/歷史趨勢查詢、實時/歷史報警查詢功能

可以以時間段、監(jiān)控區(qū)域、監(jiān)控點位、監(jiān)控數值為條件查詢，歷史數據以表格和曲線圖輸出。

6）自動報警功能

報警包括：網絡斷線報警、設備通訊失敗報警、參數超標報警等。報警參數可靈活設置，并和管理人員的手機綁定，發(fā)生報警時自動發(fā)送短信告知。

7）輸出、打印功能

各種報表、查詢信息、報警信息能在屏幕上顯示及打印輸出。

8）短信發(fā)布功能

利用短信平臺資源，將系統(tǒng)中非常重要的事件按級別、按時段在不影響領導的日常生活的前提下，發(fā)送到相關的人員手機上。除極其嚴重的報警在夜間發(fā)送外，一般的事件在早晨8:00鐘后發(fā)送給領導，日間事件實時發(fā)送。具體的短信發(fā)送策略可以用戶自定義。

9）系統(tǒng)管理功能

①登錄管理、用戶權限管理。

②數據監(jiān)控終端（RTU）的遠程參數設置。

③通訊狀態(tài)檢測與監(jiān)視。為提高通訊可靠性，系統(tǒng)要具備有通訊狀態(tài)檢測和監(jiān)視功能，實時診斷通訊狀態(tài)和鏈路連接情況。

10）WEB瀏覽功能

①通過WEB瀏覽系統(tǒng)，各子系統(tǒng)間的數據傳輸可通暢的進行，減少了數據的孤島現象。

②通過WEB瀏覽系統(tǒng)，協同領導、管理人員和所轄的污水廠領導和管理人員可以通過網絡獲取所關注的污水處理廠運行信息。

3：自控規(guī)劃表

4：管理中心信息平臺

利用自控中心建設以搭載SQL數據庫服務器管理系統(tǒng)，使用WinCC(Windows Control Center)視窗控制中心建立自控系統(tǒng)。

圖：管理中心

1）、工藝流程的監(jiān)控：展示污水處理工藝流程，展示各節(jié)點運行設備的運行狀態(tài)，控制狀態(tài)，數據狀態(tài)。掌握污水生產過程的整體運行情況，如本日，本月，本年的（入水總流量，入水瞬時流量，出水總流量，出水瞬時流量，電能能耗），當前入水，出水的水質參數。

2）、能耗分析：展示污水生產運行中對各節(jié)點運行設備的電能消耗。按時、日、月，年分析各工藝節(jié)點電能消耗占總能耗百分比情況，工藝節(jié)點各設備電能消耗占本工藝節(jié)點能耗總能耗的百分比情況。在改進工藝運行參數后與改進行前的能耗情況，分析出較優(yōu)運行數據，為節(jié)能減排提供大數據依據。

3）、智慧運行：在污水生產運行中，對設備、儀表建立設備檔案，記錄運行時間，維護時間間隔，對污水生產過程中設備的維護與檢修做到安全標準，并建立運營檔案。同時根據污水生產過程中儀表返回的數據進行分析，判斷相關設備的運行狀態(tài)，做出預判，預警。智慧運行系統(tǒng)為污水生產提供安全保障。

4）、視頻監(jiān)控：在污水廠建立視頻監(jiān)控系統(tǒng)，將視頻通過網絡傳輸至總信息平臺，完成管理部門的視頻監(jiān)管。攝像頭采用一體化網絡攝像頭，帶夜視功能，圖像達到全高清畫質，現場與監(jiān)管平臺24小時不間斷視頻傳輸。

5）、數據報表：對所有設備數據進行管理。完成數據的處理存儲和日常運營管理。存儲的數據資料將用于生產調度，預報參考之用。建立日常運營班、日、月、年報表。班報表以一個班工作時間8小時為準，一天三班。班報表的形式包括正確的班次、日期、報表名稱、采樣點編號、計算單位以及每個采樣點的平均值、較小值、較大值、連續(xù)計量累積值、班的處理水量、能耗、單耗或成本，進行打印和存儲。日、月、年報表的形式與班報表形式類同，組報表的時段為日、月、年。過程變化曲線、參數時序曲線、計量累積曲線、能耗曲線、事故報警總表等，分成日、月、時段銜接。

4.1：拼接屏

中控室3*4的拼接方式，拼接單元使用46" 三星原裝DID屏，5.3mm拼接縫隙的超窄邊液晶拼接單元。單元外觀尺寸：1023.98mm(H)×578.57mm(V)；亮度： 500cd/m2；對比度4000：1；顯示模式：16：9 上下左右可視角度178度。