论述与分析城市污处理厂自动化系统的结构形式.doc

论述与分析城市污水处理厂自动化系统的结构形式 0 前言 　　近数十年来，自动化技术的应用范围越来越广泛，应用程度也更加深入。自动化技术的普遍应用，极大地把人类从繁杂的体力劳动和不安全的工作环境中解放出来，显著地改善了人类的工作环境和提高了人类的生活质量。不仅如此，自动化技术的应用，还明显地增强了企业的竞争能力，使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。 　　随着计算机技术的快速发展和在各个领域的渗透，使基于计算机软硬件技术的自动化技术发展到了一个新的水平，并展示出了强劲的生命力和应用前景。特别是信息时代的到来、计算机网络技术的成熟和迅速普及，给自动化技术提出了新的要求和展示了新的应用前景。可以相信，基于计算机网络技术的自动控制技术将是今天和明天的应用主流。 　　在总体技术上与其他的西方国家相比，中国的自动化技术领域是一个起步较晚、水平相对落后但发展较快的一个国家。自动化技术在我国的应用，已经产生了巨大的经济效益和社会效益。为了进一步增强国家的实力和与发达国家竞争，我们还必须进一步加强自动化技术的基础研究和深化应用程度。 　　1 污水处理厂的项目建设总体原则 　　污水处理厂顶上建设总体原则有如下几条： 　　·实用性。以解决现实问题为主，坚持为领导决策服务，又为经营管理服务，为生产建设服务。 　　·先进性。采用成熟的技术，兼顾未来的发展趋势，及量力而行，又适当超前，留有发展余地。 　　·可扩展性。系统便于扩展，以保护前期投资的有效性和后续投资的连续性。 　　·经济性。以节约成本为基本出发点，建立一个运行可靠、满足公司实际需求的监控系统。 　　·易用性。系统操作简便、直观，以利于各个层次的人员使用。 　　·可靠性。确保系统可靠运行，在关键部分应有安全和容错措施。 　　·可管理性。系统从设计、器件、设备等的选型都必须考虑到系统的可管理性和可维护性。 　　·开放性。采用符合国际标准的产品，保证系统具有开放性特点。 　　2 两个城市污水处理厂自动化系统的结构形式 　　2.1 结构形式一 　　中央控制室和厂区三个现场控制站之间以一个冗余的100Mbps光纤工业以太网环网组成一个有线数据通信网络系统。现场控制站在现场进行工艺检测参数、设备运行工况信号的采集、检测和控制，并通过该站的人机界面对设备运行操作，同时向中央控制室进行实时传送。中央控制室可监视各现场站的全部运行信息，在中央控制室可通过上位计算机控制现场设备的启动和停止。 现场控制站在与设备自带的PLC通讯时，采用Profibus_FMS的方式，其通讯介质为屏蔽双绞线，其通讯速率最大可达1.5Mbit/s。 　　现场控制站采用西门子S7 400 PLC，CPU采用4163DP高档CPU，具有运算速度快，资源丰富等优点。-计算机监控软件采用西门子WINCC，它具有画面显示、趋势曲线、报警处理、报表处理、数据管理、网上浏览等功能。-整个自控系统体现了西门子全厂一体化的先进自控理念，并且网络结构完全符合现场总线的国际标准。 　　该模式布置如下所示： 　　---- 　　2.2 结构模式二 　　下面一个系统采用了当前国际先进的计算机技术、自动控制技术，网络通讯技术，实现了污水处理厂的测、控、管、信息一体化。 　　该模式布置如下所示： 　　3 城市污水处理厂自动化系统各个部分的分析 　　3.1 污水预处理系统/进水泵房 　　该PLC工作站设在厂区进水提升泵房控制室，负责监控污水处理厂的预处理工段。其主要控制对象为粗格栅间的粗格栅及进水电动闸门、进水泵房的污水提升泵、沉砂池的排砂装置和砂水分离等设备，此外，还负责进水水质如pH、SS 浊度测量 等参数的在线检测。 　　3.2 生物处理系统/配电中心 　　该PLC工作站一般设在全厂的配电中心控制室，负责监控污水生物处理工段。其主要控制对象为生物池的水下搅拌器、水下推进器和曝气设备，污泥回流泵房的污泥回流泵、剩余污泥泵，二沉池的刮吸泥机等设备。此外，其还负责生物池DO、ORP、MLSS；污泥泵房pH、MLSS，配电中心的电气参数如：电流、电压、有功功率，无功功率、有功电能、无功电能等参数的在线检测。 　　若污水厂生物池采用鼓风曝气时，在系统中还需增设鼓风机房PLC工作站，一般情况下工作站设在鼓风机房配电间控制室，负责监控鼓风机及其辅助设备的运行及风量的调节。 　　3.3 污水消毒系统/出水泵房 　　该PLC工作站设在出水泵房控制室。其主要控制对象为出水提升泵、切换井电动阀门以及加氯消毒等设备，此外其还负责出水水质如：余氯、COD、流量等参数的在线检测。 　　3.4 污泥处理系统/脱水车间 　　该PLC工作站一般设在脱水车间配电间控制室，负责监控污泥处理工段。其主要控制对象为储泥池的搅拌器、电动阀门，脱水车间的进泥泵、脱水机、浓缩机、加药系统等设备 　　4 层次