發(fā)布日期:2018-06-05 15:13 瀏覽次數(shù):
污水處理廠自動控制系統(tǒng)方案設(shè)計是南京康卓環(huán)境科技有限公司(康卓科技)須遵循技術(shù)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(shè)計依據(jù)
1.《城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)電氣與自動化工程技術(shù)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(shè)計規(guī)定》(HG/T20700-2000)
4.《自動化儀表工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50093-2013)
5.《自動化儀表選型設(shè)計規(guī)定》(HG/T20507-2000)
6.《儀表系統(tǒng)接地設(shè)計規(guī)定》(HG/T20513-2000)
7.《儀表供電設(shè)計規(guī)定》(HG/T20509-2000)
8.《控制室設(shè)計規(guī)定》(HG/T20508-2000)
9.《儀表配管、配線設(shè)計規(guī)定》(HG/T20512-2000)
2.工程概況
1.本工程為康卓科技設(shè)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(wǎng)系統(tǒng)。
3.設(shè)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(nèi)部VPN專用網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)與中控室通信。自控系統(tǒng)實現(xiàn)管理現(xiàn)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(jié)構(gòu):信息層、控制層、設(shè)備層。信息層設(shè)備布設(shè)在位于值班控制室,配有上位機3套,集中實現(xiàn)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(shè)備管理、通訊管理,故障處理等功能??刂茖訛楝F(xiàn)場現(xiàn)狀PLC站7個,分別位于污水廠各設(shè)備現(xiàn)場。
3.自控系統(tǒng)的控制功能主要表現(xiàn)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(shè)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(nèi)部控制回路完成各生產(chǎn)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(xiàn)場控制箱柜的操作按鈕對設(shè)備進行手/自動切換和手動控制。主要用于單機設(shè)備調(diào)試及維修狀態(tài),正常時切換開關(guān)應處于自動檔。
5.儀表系統(tǒng)
1.按照工藝檢測要求設(shè)置液位、流量及水質(zhì)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(nèi) IP67經(jīng)常受到直接水濺的場合
IP65戶外 IP68可能產(chǎn)生水淹的場合
3.各儀表安裝均需符合產(chǎn)品說明書的要求。
4.水質(zhì)分析儀表運行時必須經(jīng)常清洗及調(diào)校,其他儀表必須定期保養(yǎng)調(diào)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。
系統(tǒng)平臺從行政規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運營、監(jiān)管等方面為污水廠提供生產(chǎn)運營、安全管理、水質(zhì)監(jiān)測、故障預警、數(shù)據(jù)查詢、專家決策等實時、豐富、準確的信息化管理服務(wù);為分析、決策提供大數(shù)據(jù)支持;為無人值守、應急處置、節(jié)能減排、工藝改進實現(xiàn)智能化、精準化統(tǒng)一的管理技術(shù)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(shù)據(jù)實時監(jiān)測與處理功能
系統(tǒng)所監(jiān)測的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(jù)數(shù)據(jù)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(jù)需要按不同的時間周期生成日、月、年報表,也可按參數(shù)名稱自動生成報表。對水質(zhì)監(jiān)測項目的COD、氨氮、PH、電能、流量、動力設(shè)備等信息中心自動匯總生成全區(qū)水源水質(zhì)日報表。
4)歷史數(shù)據(jù)存儲功能
①歷史數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)導入、導出功能,便于系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)備份、恢復和進行數(shù)據(jù)對比分析。
③支持斷點續(xù)傳和數(shù)據(jù)緩存、補調(diào)功能:對網(wǎng)絡(luò)故障、設(shè)備通訊失敗等異常情況導致數(shù)據(jù)缺失進行數(shù)據(jù)補調(diào),保持歷史數(shù)據(jù)完整。
④歷史趨勢數(shù)據(jù)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(shù)值為條件查詢,歷史數(shù)據(jù)以表格和曲線圖輸出。
6)自動報警功能
報警包括:網(wǎng)絡(luò)斷線報警、設(shè)備通訊失敗報警、參數(shù)超標報警等。報警參數(shù)可靈活設(shè)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(lǐng)導的日常生活的前提下,發(fā)送到相關(guān)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(lǐng)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(quán)限管理。
②數(shù)據(jù)監(jiān)控終端(RTU)的遠程參數(shù)設(shè)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(shù)據(jù)傳輸可通暢的進行,減少了數(shù)據(jù)的孤島現(xiàn)象。
②通過WEB瀏覽系統(tǒng),協(xié)同領(lǐng)導、管理人員和所轄的污水廠領(lǐng)導和管理人員可以通過網(wǎng)絡(luò)獲取所關(guān)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(shè)以搭載SQL數(shù)據(jù)庫服務(wù)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(shè)備的運行狀態(tài),控制狀態(tài),數(shù)據(jù)狀態(tài)。掌握污水生產(chǎn)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(zhì)參數(shù)。
2)、能耗分析:展示污水生產(chǎn)運行中對各節(jié)點運行設(shè)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(shè)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(shù)后與改進行前的能耗情況,分析出較優(yōu)運行數(shù)據(jù),為節(jié)能減排提供大數(shù)據(jù)依據(jù)。
3)、智慧運行:在污水生產(chǎn)運行中,對設(shè)備、儀表建立設(shè)備檔案,記錄運行時間,維護時間間隔,對污水生產(chǎn)過程中設(shè)備的維護與檢修做到安全標準,并建立運營檔案。同時根據(jù)污水生產(chǎn)過程中儀表返回的數(shù)據(jù)進行分析,判斷相關(guān)設(shè)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(chǎn)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(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)攝像頭,帶夜視功能,圖像達到全高清畫質(zhì),現(xiàn)場與監(jiān)管平臺24小時不間斷視頻傳輸。
5)、數(shù)據(jù)報表:對所有設(shè)備數(shù)據(jù)進行管理。完成數(shù)據(jù)的處理存儲和日常運營管理。存儲的數(shù)據(jù)資料將用于生產(chǎn)調(diào)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(shù)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。
拼接屏效果圖
拼接屏屏面分布圖
康卓科技-興安污水處理廠液晶大屏
康卓科技-南京溧水城市污水處理廠液晶屏
5:PLC控制系統(tǒng)
為使污水廠運行數(shù)據(jù)自動控制并接入信息平臺。通過增加數(shù)據(jù)指標提升管理效力,杜絕非正常運營。在污水廠配置7套PLC控制柜(內(nèi)含PLC可編程序控制器、HMI觸摸屏、以太網(wǎng)交換機、電源防雷過電壓保護裝置、小型斷路器、接線端子、小型繼電器、信號隔離器、安裝連接纜線和現(xiàn)場操作站等)。
康卓科技PLC控制柜
PCL控制柜
6:現(xiàn)場視頻信號監(jiān)管
1)視頻組網(wǎng)圖
圖: 組網(wǎng)圖
圖: 現(xiàn)場視頻信號監(jiān)管圖