污水處理廠自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)方案

1、污水處理廠自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)方案1系統(tǒng)概述隨著科技水平的不斷發(fā)展和提高，采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對生產(chǎn)的管理越來越深入到各行各業(yè)的企業(yè)之中。因此，采用計(jì)算機(jī)為核心建立一個(gè)對污水廠進(jìn)行全面管理的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，不但切實(shí)可行，而且能夠全面提高企業(yè)的管理水平和生產(chǎn)效率，從而增加企業(yè)的生產(chǎn)效益。此污水處理廠工程監(jiān)控系統(tǒng)包括了對廠區(qū)內(nèi)部整個(gè)污水處理工藝流程的監(jiān)測和控制。在整個(gè)生產(chǎn)廠區(qū)內(nèi)，包括了粗格柵間、污水提升泵房、細(xì)格柵間、鐘氏沉砂池、生化池、沉淀池、回流及剩余污泥泵房、貯泥池、污泥濃縮脫水間、 岀水流量計(jì)井、紫外消毒渠以及總變配電室等，通過本監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)@些過程進(jìn)行全面監(jiān)測和控制；同時(shí)，通過本 監(jiān)控系統(tǒng)，使

2、得這些控制既能夠通過監(jiān)控中心進(jìn)行，還能夠采用閉環(huán)控制方式進(jìn)行。對于污水廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，適用于采用一個(gè)二級管理的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，其上級系統(tǒng)位于中控室，用于對全廠的所有站點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控；下級系統(tǒng)位于各個(gè)PLC站點(diǎn)，通過PLC實(shí)現(xiàn)；上下級通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；上下級均可通過網(wǎng)絡(luò)對系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測和控制；下級系統(tǒng)只能對本地站點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，而上級系統(tǒng)可以對所有站點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)制。從系統(tǒng)功能方面看，本污水廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)由三層構(gòu)成：管理計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)、監(jiān)控計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)、現(xiàn)場控制站。管理計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)、監(jiān)控計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)屬于上級系統(tǒng)，通過以太網(wǎng)相連，監(jiān)控計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)、現(xiàn)場控制站通過工業(yè)以 太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)

3、據(jù)交換，而現(xiàn)場控制站屬于下級系統(tǒng)。此污水處理廠工程的監(jiān)控系統(tǒng)由PLC、計(jì)算機(jī)控制管理系統(tǒng)組成的上端系統(tǒng)和儀表檢測系統(tǒng)兩部分組成，其中上端系統(tǒng)中的管理計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)由數(shù)據(jù)服務(wù)器、生產(chǎn)管理及辦公計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、打印機(jī)等組成；監(jiān)控計(jì)算機(jī)子系統(tǒng) 由兩臺中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)、投影儀系統(tǒng)、打印機(jī)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)組成。2監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)在污水處理廠綜合辦公區(qū)內(nèi)設(shè)置中央控制室（中控室），集中監(jiān)視、控制、管理整個(gè)污水處理廠的全部生產(chǎn)過程和 工藝過程，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程中的自動(dòng)控制、報(bào)警、自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)操作、自動(dòng)調(diào)節(jié)以及各工藝流程中的重要參數(shù)進(jìn)行 在線實(shí)時(shí)監(jiān)控，對全廠工藝設(shè)備的工況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視。中控室管理計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)采用

4、 B/S （瀏覽器/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)形式的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，以一臺數(shù)據(jù)及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器為核心， 構(gòu)成100M交換式局域網(wǎng)絡(luò)；監(jiān)控計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)采用C/S （客戶機(jī)/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)，監(jiān)控工作站冗余配置，以提高數(shù)據(jù)安全性。中央控制室監(jiān)控計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)和廠內(nèi)的各單體PLC控制系統(tǒng)采用光纖環(huán)網(wǎng)連接，網(wǎng)絡(luò)形式為工業(yè)以太網(wǎng)，傳輸速率為100M。在中控室配置1臺數(shù)據(jù)服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)以及辦公計(jì)算機(jī)，組成管理計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)。管理計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)為全廠的 生產(chǎn)經(jīng)營、管理決策、生產(chǎn)調(diào)度、日常辦公搭建數(shù)字信息傳輸平臺，連接監(jiān)控計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)和辦公管理終端，提供全 廠內(nèi)部的信息管理結(jié)構(gòu)。管理網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)完成基礎(chǔ)硬件平臺、基礎(chǔ)軟件、生產(chǎn)過程自動(dòng)化控

5、制子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫及通過 WEB訪問生產(chǎn)過程自動(dòng)化控制子系統(tǒng)等工作。根據(jù)應(yīng)用需求，管理計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)包括生產(chǎn)經(jīng)營輔助決策子系統(tǒng)、生 產(chǎn)調(diào)度管理指揮子系統(tǒng)、設(shè)備管理子系統(tǒng)以及綜合辦公管理子系統(tǒng)。在中控室配置2臺監(jiān)控工作站，雙機(jī)熱備。正常情況下，一臺用于工藝監(jiān)控，另一臺作為備用，隨時(shí)可以代替故障 設(shè)備。2臺操作站的硬件和軟件的配置完全相同，功能和監(jiān)控的對象可以互換。同時(shí)，配置2臺打印機(jī)以及投影儀，組成一個(gè)完整的監(jiān)控計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)。同時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)規(guī)劃以及以后的需要，在對中央控制系統(tǒng)軟硬設(shè)計(jì)時(shí)，將預(yù)留遠(yuǎn)期工程需要增加的 12個(gè)單體控制系統(tǒng)的接口。中央系統(tǒng)預(yù)留以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口以便和辦公自動(dòng)化系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)工程內(nèi)

6、部的數(shù)據(jù)共享和生產(chǎn)、管理一體 化。3計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)總體配置3.1自動(dòng)化系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)自動(dòng)化系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如下圖所示:閉略視系統(tǒng)I廠內(nèi)配電泵統(tǒng)管理終嵋整個(gè)系統(tǒng)由三層構(gòu)成：管理計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)、監(jiān)控計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)、現(xiàn)場控制站。1. 管理計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)管理計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)由數(shù)據(jù)服務(wù)器、生產(chǎn)管理及辦公計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、打印機(jī)等組成。管理計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)、監(jiān)控計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)通過以太網(wǎng)相連。2. 監(jiān)控計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)監(jiān)控計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)由兩臺中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)、投影儀系統(tǒng)、打印機(jī)、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)組成。監(jiān)控計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)、現(xiàn)場控制站通過工業(yè)以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。3. 現(xiàn)場控制站根據(jù)工藝特點(diǎn)和構(gòu)筑物平面布置，共設(shè)三個(gè)現(xiàn)場控制站、一個(gè)變配電系

7、統(tǒng)管理終端。中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)、現(xiàn)場PLC控制站、配電系統(tǒng)管理終端通過工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，構(gòu)成了工業(yè)以太光纖環(huán)網(wǎng)?，F(xiàn)場PLC控制站與現(xiàn)場儀表通過屏蔽電纜連接。另外，系統(tǒng)包括一個(gè)閉視頻路監(jiān)視系統(tǒng)，為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)。監(jiān)視中心也配置在中控室（祥見閉視監(jiān)視系統(tǒng)章節(jié)）。3.2管理計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)配置管理計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)為全廠的生產(chǎn)經(jīng)營、管理決策、生產(chǎn)調(diào)度、日常辦公搭建數(shù)字信息傳輸平臺，連接監(jiān)控計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)和辦公管理終端，提供全廠內(nèi)部的信息管理結(jié)構(gòu)。管理網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)完成基礎(chǔ)硬件平臺、基礎(chǔ)軟件、生產(chǎn)過程自動(dòng)化控制子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫及通過WEB訪問生產(chǎn)過程自動(dòng)化控制子系統(tǒng)等工作。1. 管理計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)組成如下圖:按照管理系統(tǒng)的功能

8、劃分為：生產(chǎn)經(jīng)營輔助決策子系統(tǒng)、生產(chǎn)調(diào)度管理指揮子系統(tǒng)、設(shè)備管理子系統(tǒng)、綜合辦公管理 子系統(tǒng)。a）生產(chǎn)經(jīng)營輔助決策子系統(tǒng)能為決策層提供必要的經(jīng)過綜合的生產(chǎn)經(jīng)營信息，進(jìn)行必要的分析處理，提供輔助決策支持。b）生產(chǎn)調(diào)度管理指揮子系統(tǒng)有多種數(shù)據(jù)監(jiān)測措施，既能以表格的方式顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，又能以圖形方式顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。有數(shù)據(jù)報(bào)警功能，包括報(bào)警提 示音等多種形式?？砂l(fā)岀特調(diào)指令。C）設(shè)備管理子系統(tǒng)以設(shè)備的使用、保養(yǎng)、維修的管理為核心，將設(shè)備技術(shù)資料，日常設(shè)備管理活動(dòng)，進(jìn)行有效地分門別類記錄、反映、統(tǒng) 計(jì)、分析。d）綜合辦公管理子系統(tǒng)系統(tǒng)從通用、靈活、標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)思想岀發(fā)，應(yīng)用先進(jìn)的文檔數(shù)據(jù)庫處理技術(shù)，為各級辦公

9、人員、領(lǐng)導(dǎo)干部提供了集成的工作環(huán)境。系統(tǒng)具有豐富實(shí)用的功能、友好的操作界面以及靈活的可擴(kuò)展性，可以方便地處理各種文檔數(shù)據(jù)、圖形、聲音、影像信息，并且安全可靠。主要包括一般的 MIS（管理信息系統(tǒng)）的功能，是辦公自動(dòng)化的重要組成部分，它涉及到人、財(cái)、物等各個(gè)方面。2. 管理計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)配置結(jié)構(gòu)設(shè)備配置及結(jié)構(gòu)如下圖:生產(chǎn)管理及辦公計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)以太網(wǎng)譬幽機(jī)24 口以太網(wǎng)交換機(jī)3.3監(jiān)控計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)、現(xiàn)場控制站配置1. 監(jiān)控計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)、現(xiàn)場控制站配置結(jié)構(gòu)設(shè)備配置及結(jié)構(gòu)如下圖:管理讓算機(jī)子系統(tǒng)激光打印機(jī)料監(jiān)控計(jì)算機(jī)冷緇囂/爲(wèi)爲(wèi)。爲(wèi)coao.2f 11業(yè)以人齪交換機(jī)投影儀系統(tǒng)TO/ U I業(yè)以R網(wǎng)/

10、光交換機(jī)朮纖工業(yè)光纖環(huán)網(wǎng)2C1K1W計(jì)算機(jī)中控室ITSOOODGO QDOO1SPLC【珂 欣處理 便制站-吧 3#PLC 泥處理_尹制結(jié)24PLC UPS 生化池控制曲變配電系統(tǒng)管理終端包括：廠內(nèi)變配電系統(tǒng)管理終端，本系統(tǒng)1#PLC或中心監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過該管理終端采集廠內(nèi)變配電系的各種實(shí)時(shí)信息。精品現(xiàn)場控制站包括： 預(yù)處理控制站（1#PLC）、生化池控制站（2#PLC ）、泥處理控制站（3#PLC）其中，預(yù)處理控制站（1#PLC ）和廠內(nèi)變配電系統(tǒng)管理終端通過 2#工業(yè)交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。 生化池控制站（2#PLC ） 通過3#工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接到光纖工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)。泥處理控制站（3#PLC，本

11、PLC由其它廠家供貨并建立一套獨(dú)立的控制系統(tǒng)）通過4#工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接到光纖工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)。中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)通過1#工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接到光纖工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，與現(xiàn)場控制站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。4系統(tǒng)的控制方式1.控制方式系統(tǒng)包括了以下幾種控制方式：現(xiàn)場手動(dòng)方式、就地檢修維護(hù)方式、遙控方式、自動(dòng)方式。1）現(xiàn)場手動(dòng)模式：當(dāng)設(shè)備的現(xiàn)場控制箱或MCC控制柜上的“就地/遠(yuǎn)程”開關(guān)選擇“就地”方式時(shí)，可以通過現(xiàn)場控制箱或 MCC控制柜上的按鈕實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的啟 /停、開/關(guān)操作；2）就地檢修維護(hù)方式：當(dāng)現(xiàn)場控制箱或 MCC控制柜上的“就地/遠(yuǎn)程”開關(guān)選擇“遠(yuǎn)程”方式時(shí)，設(shè)備控制 權(quán)在LCS（Local control st

12、ation）控制站。操作人員可以通過 LCS控制站的操作面板上選擇“手動(dòng)”方式，利用 監(jiān)控畫面或鍵盤對設(shè)備進(jìn)行檢修操作；3）遙控模式：即遠(yuǎn)程手動(dòng)控制方式。當(dāng)現(xiàn)場控制箱或MCC控制柜上的“就地/遠(yuǎn)程” 開關(guān)選擇“遠(yuǎn)程”方式時(shí)，操作人員可以通過操作面板或中控系統(tǒng)操作站的監(jiān)控畫面用鼠標(biāo)器或鍵盤選擇“遙控”方式并對設(shè)備 進(jìn)行啟/停、開/關(guān)操作；4）自動(dòng)模式：當(dāng)現(xiàn)場控制箱或 MCC控制柜上的“就地/遠(yuǎn)程”開關(guān)選擇“遠(yuǎn)程”方式，且現(xiàn)場控制站的“自動(dòng)/遙控”設(shè)定為“自動(dòng)”方式時(shí)，設(shè)備的運(yùn)行完全由各PLC/RTU根據(jù)污水處理廠的工況及生產(chǎn)要求來完成對設(shè)備的運(yùn)行或開/關(guān)控制，而不需要人工干預(yù)。2. 控制方式的優(yōu)先級整個(gè)控制系統(tǒng)中的現(xiàn)場手動(dòng)控制方式優(yōu)先級別最高，在此基礎(chǔ)上，設(shè)置遠(yuǎn)程遙控和自動(dòng)控制。1）控制級別由高到低為：現(xiàn)場手動(dòng)控制、就地檢修控制、遙控控制、自動(dòng)控制；2）手動(dòng)干預(yù)是操作人員的專有權(quán)利，因?yàn)檫^程連鎖在此模式下無效；而自動(dòng)模式下，安全連鎖是有效的，并限制操作的可能性，可防止非正常狀態(tài)下運(yùn)行。離工藝