《S7400H系列系统在污水处理系统中的应用.docVIP

一、工程简介　　本工程为神华阳光发电有限公司扩建(2×135MW CFB)煤矸石发电项目的工业污水处理系统。系统总装机容量340KW，其中9台潜水泵，单台功率为22KW。2台回流水泵，功率为15KW。实际运行功率228KW，备用功率58KW，不常用功率54KW。　　本工程主要处理发电厂产生的混合污水(其中主要为电厂的工业污水和经过生物二级处理后的生活污水)，通过管道输送到调节水池。　　控制水平：满足工艺要求的热备系统。系统可以实现全自动控制，要求通过可编程控制器和上位计算机实现。系统范围：整个系统所有的设备、仪表、电机、阀门等控制对象。二、污水处理系统总要求1．处理水量：Q≥400m3/h（其中工业污水：310 m3/h，生活污水：75 m3/h）　2．含油 ： ≤300ppm　3．供水方式：连续供水　4．控制方式：全自动控制三、工艺流程1． 污水处理工艺流程：混凝剂污水来水?格栅?调节池?污水提升泵?气浮池?中间水池1?污水提升泵混凝剂?澄清池?中间水池2 ?污水提升泵?无阀滤池?清水池2．污泥处理工艺流程：脱水剂气浮池、澄清池来污泥?污泥池?污泥提升泵?污泥浓缩器?污泥螺杆泵?带式压滤机?泥饼外运四、控制系统概述1．自动控制系统本污水处理工程的控制系统采用开放式的射线式结构，主要由MCC柜、西门子PLC及台湾研华工控机组成，控制系统图如下：  MCC柜安装在废水车间里，上位机、PLC柜放在中央控制室内。MCC柜将动力回路连接到设备，在MCC柜上可以实现对所有控制对象的现场手动控制。PLC柜里安装了控制系统的核心部分---PLC（可编程控制器），能实现整个系统的全自动控制。上位机是工业级计算机，通过以太网交换机与PLC交换数据，实施系统的远程监视和控制功能。系统中的水箱液位，水泵压力 ，阀门位置，水泵运行、故障等信号，都通过控制电缆一一对应至PLC的输入端。其中电动阀门开、关到位，水泵运行、故障信号等为数字量，水箱液位、流量计等连续变量为4-20mA模拟量。全系统共设有298个数字输入点、44个模拟输入点、146个数字输出点、4个模拟输出点。2．PLC控制系统该系统的最重要部分是PLC控制系统，它的好坏将关系到整个系统的成败，因此本系统的PLC主要选用的是西门子S7-400H系列模块，它是西门子提供的必威体育精装版冗余PLC，由于它是SIMATIC S7家族的一员，这意味着S7-400H拥有所有SIMATIC S7具有的先进性。（需要补充）根据工艺和业主的要求，PLC控制系统采用的是主、从站结构，由一个主站、三个从站和一个PC站（上位机）组成。用S7-400H系列模块做主站，S7-300系列模块作从站，主站通过PROFIBUS总线电缆和接口模块与从站通讯，这样的构架既保证了PLC系统的先进性又为用户节省了成本。主站是由一个支持冗余的底板和两套S7-400H系列电源模块、CPU模块、以太网模块组成，模块支持热插拔。从站是ET200M站，ET200M是在工业现场经常使用的PROFIBUS DP分布式从站，ET200M从站由一个有源总线模板的导轨、2个IM153接口模块、若干块S7-300系列的模块（PS电源模块、I/O模块、CP通讯模块、FM功能模块）组成，从站的模块也支持热插拔。（需要补充）2．1系统要求：系统可利用率不低于 99.9%。系统精度：输入信号为±0.1%(高电平), ±0.2%(低电平)；输出信号为±0.2%。抗干扰能力：共模电压为250V；共模抑制比90dB；差模电压为60V；差摸抑制比为60dB。数据库刷新周期≤1s。CRT画面刷新周期≤1s(复杂画面≤2s)。CRT画面及数据对键盘指令响时间≤1s。从键盘发出操作指令到通道板输出或返回信号从通道板输入至CRT上显示的总时间为2.5s。控制器工作周期，模拟量控制≤0.25s；开关量控制≤0.1s。最忙时，控制器CPU负荷率≤60% ，操作员站CPU负荷率≤40%。内部存储器占用容量≤50%，外部存储器占用容量≤40%。I/O点裕量为15%。I/O卡槽裕量为15%。PLC内部通讯总线的负荷率≤30%。电气模拟量输入采样周期≤50ms, 非电气模拟量输入采样周期≤200ms，开关量采样周期≤100ms。2．2硬件配置：（1）配备有一个主机架，主机架上有电源模块 PS 407 10A 2块、CPU模块 CPU 414-4H 2块、以太网模块 CP 443-1 2块。CPU模块具有大型的程序存储容量，考虑了40%的备用量，存贮器采用闪存（FLASH RAM）技术；模块上有PROFIBUS-DP主/从接口，可以配置成分布的自动化结构，易于今后的系统扩展。过程控制、监视和用所需的故障