一、工程概況：



臺州市椒江污水處理廠一期規模為日生化處理5萬噸污水，其中包括1萬噸/天的工業污水和4萬噸/天的生活污水，采用的處理方法是二段曝氣法，是自動化、信息化程度很高的全處理污水處理廠。



二、自動控制系統配置：



椒江污水處理廠的自動控制分為處理廠廠區和外部泵站，根據總體自控要求和工藝特點，廠區采用計算機＋PLC方式構成的分布式控制系統（DCS系統），外部泵站全部為獨立的自閉循環自動控制，其中南北取匯合泵站與廠區中控室無線通訊。具體配置圖如下：

三、系統集成特點：



本工程的系統集成具有以下特點：



1、本DCS系統充分體現了集中管理、分散控制的原則；



2、本工程選用了國際知名品牌美國Modicon Premium TSX 57系列PLC控制單元，組成實時工業控制系統，保證了系統長期可靠、穩定運行。



3、全廠自控系統由兩級網絡、三個層次構成：



兩級網絡：



● 廠區為開放式FIPWAY工業實時控制網絡



● 中控室與泵站采用無線通訊方式



三個層次：



（A）現場設備 智能綜合保護控制層



（B）工業控制 現場PLC控制層



* 全廠有5個PLC站，與控制室計算機組成通訊速率為1Mbps的FIPWAY網絡；



* PLC對原水水質參數、過程水質參數、設備狀態等進行采集和檢測，實現對各工藝段設備運行的控制；



* 各PLC站對自己管轄范圍內的工藝電氣設備和儀表的實時工況，電流電壓、功率、水位、PH值、溶解氧、溫度等生產數據，完成實時采集和記錄，并通過FIP網絡，及時準確的傳輸給監控計算機；



* 每個PLC根據現場實況綜合判斷后，對自己管轄范圍的各種泵機、電動閥門等自動完成開啟或關閉控制，以及故障報警，實時故障保護；



* 每個PLC對自己所管轄的工藝段中的水質檢測儀表進行實時采集，顯示并進行分析和判斷，做出各種預報警和超限報警。



（C）生產監控層



* 生產監控層由兩臺工業控制計算機構成，與PLC組成FIPWAY網絡



* 監控層計算機系統主要配置為2臺工業控制計算機，配21”顯示器2臺以及打印機、不間斷電源等外部設備；



* 兩臺計算機各自通過通訊卡掛上FIPWAY工業控制網，實現實時工業檢測與控制；



* 2臺監控層計算機配置一致，獨立工作，互為備用，完成中控室控制，顯示報警、報表、管理等諸項功能；



* 監控計算機配有美國INTELLUTION公司的IFIX組態監控軟件及基于此開發運行的監控應用軟件，系統可自動檢測網絡運行狀況。



四、工程軟件設計特點和功能：



鑒于椒江污水廠的集水系統和處理系統的控制分開的現象，外部泵站全自動運行，無人值守，廠區通過中控室計算機進行監控，所以對自控程序的編制需要較高的要求。在本工程中，我們根據運行經驗和實際情況在程序編制方面做到了滿足工藝的要求。下面主要介紹現場PLC站的控制功能：



1） 1#PLC控制站：南北線的生活污水通過7#、8#泵站送至廠區配水井到細格柵，此過程PLC檢測進水的流量，根據細格柵前后液位差控制細格柵的開停，工業污水通過9#泵站送至廠區粗格柵和進水泵房，由于工業污水的流量不是很大，通過檢測是否有流量來控制粗格柵，當進水泵房液位達到設定值后開泵，有效保證水泵的的利用率。工業污水在調節池中經過充分的曝氣后由變頻泵送至細格柵。沉砂池刮泥機的控制在程序中設定運行時間，值班人員可以根據季節性對時間進行調節。



2） 2#PLC控制站：通過檢測一段曝氣池的溶解氧調節電動閥門的開度，保證污水中溶解氧含量，通過污泥濃度控制污泥回流泵的開啟，開啟時間可以根據經驗進行設定和調整。



3） 3#PLC控制站：本站主要是通過一二段曝氣池的溶解氧量來控制鼓風機導葉和排氣閥的開度。



4） 4#PLC控制站：通過檢測二段曝氣池的溶解氧調節電動閥門的開度和水下推進器的運行，通過污泥濃度控制污泥回流泵的開啟，開啟時間可以根據經驗進行設定和調整。



5） 5#PLC控制站：根據吸水井的液位控制水泵的開停和數量，通過變頻減少泵機的氣動次數，保護泵機的正常運行。



6） 中控室控制站：監控層計算機系統的主要功能可簡單歸納成四大類：



第一類是污水廠日常生產的監控管理功能，即生成三維圖形化人機操作界面，其高度人性化感覺的圖形和窗口提示，指導操作人員正確的操作控制污水廠的生產設備，也會及時處理生產中出現的非正常事件。



第二類是對生產設備的控制功能，即在基于三維圖形的中文窗口方式下，污水廠生產人員用鼠標或鍵盤，方便、快捷的開啟或關停全廠的生產設備。



第三類是通訊功能，即監控計算機與分布在現場的PLC進行實時通訊。



第四類是數據協調處理功能，即監控計算機必須協調處理管理類數據和日常生產數據，協調處理歷史數據和實時數據等等。



以上網絡層次分明，管理和控制任務分工明確，便于系統管理、維護，確保各系統網絡的運行安全可靠！



五、運行情況：



椒江污水處理廠自投產自動運行以來，外部泵站全自動運行穩定，在滿足工藝要求的基礎上做到經濟運行，廠區通過優化調試后運行更穩定，各項指標達到了設計要求，保證了出廠水指標符合國家標準。




作者：張建兵
工作單位：太平洋水處理工程有限公司
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