化工园区污水处理厂自控系统设计和实现.doc

化工园区污水处理厂自控系统设计和实现 　　【摘要】介绍污水厂改造后总体自控系统组成，阐述各功能单元设计方案及其功能实现。 【关键词】自控系统：选型；控制流程：化工污水 【中图分类号】TU992.3 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）04-0057-02 0 引言 江西乐平某化工园区污水处理厂规模20000吨/日，2008年建成投产，进水主要为化工园区企业排水，水质成分非常复杂，pH值、COD等常规指标经常严重超过设计进水标准，再加上附近电化厂时常产生酸性气体泄漏，对污水厂运行带来严峻考验。仪表、电缆、室外控制箱、镀锌保护管、水下工艺设备、管道、甚至混凝土水池等设施均出现不同程度的腐蚀，污水厂的处理工艺已经很难正常运行。 为满足污水厂处理出水长期稳定达标排放，2011年对工艺流程进行改造，主要是增加pH调整池、事故池、调节池等，并增强生化处理单元功能。为保证新增设备能高效、稳定的运行，相应新增配套自控系统。同时原有自控系统已不再发挥作用，本次改造考虑一并更换及改善。 改造后整个厂区自控系统分为上位机系统、PLC系统以及仪表系统，通过光纤以太网保持各站间数据通讯，并将数据送入上位机系统，实现厂区内局域网管理方式。 1 系统布置和组成 1.1系统概述 污水厂的自控系统由中央控制室统一管理，采用工业以太网将厂区内各PLC站连接起来，由各站内PLC对所负责区域内仪表参数、电力参数及设备运行状态进行监控，并通过中央控制室内打印机进行各类报表的打印。 根据本厂工艺流程和总平面布置，结合动力控制中心的位置，以就近采集和控制仪表、设备信号为划分区域的原则，设一座中央控制室、四座现场控制站。 1.2上位机系统 在综合楼二楼中央控制室内设2台监控计算机，一台作为工程师站（做编程、操作、记录用），另外一台作为操作员站（仅作操作、记录用），两站均作数据备份。为保证监控计算机能稳定运行，并在掉电后能保存工艺参数数据，减少掉电对电脑的危害，设立一套UPS系统，容量为5KVA，掉电后能至少保持30分钟工作时间。另外设一套数据服务器及两台打印机。室内还设置大型DLP无缝拼接大屏幕显示系统（显示面积2×2×70寸），用以直观显示全厂工艺流程、设备工况及主要参数值。大屏幕显示系统通过与摄像监控管理计算机相连，实时监视全厂生产区域工况、主要生产设施的运行状态。监控计算机主要实现以下功能。 人机界面：在显示器上动态显示全厂各工艺设备的实时运行工况，过程控制的运行趋势，各处理环节的生产数据指标，使生产管理人员一目了然当前全厂生产运行情况。 故障登记表：监控管理计算机的显示器，无论显示何种画面及操作人员在执行何种操作，均在画面的下栏处显示故障登记表，并实时弹出新生故障警示框，使得操作人员随时随地都能了解污水厂的故障实况，计算机会自动把现场发生的故障登记入“故障登记表”中的记录。故障分一般故障和紧急故障，如水泵过载报警等属于一般故障，液位达到高位而未有水泵启动、进水水质参数超过进水标准等属于紧急故障。故障时，显示器上警示框红闪，并伴有5秒时长间隔报警声。要求操作人员在3分钟内作出响应，3分钟后均改为1秒时长间隔报警声，报警在操作人员响应后解除。 系统控制：系统的控制方式，一般分“自动”、“手动”，“自动”还分为“自控”和“中控”。“手动”、“自动”由操作人员在现场控制箱上选择，“手动”由操作人员在现场控制箱上启动和停止设备。“自控”由现场PLC站根据事先设定的逻辑程序依据工艺参数状况决定设备的启停。“中控”由中控室内操作人员在上位机上实现对设备的启停。在上位机单体构筑物界面图上，设置设备“启动”和“停止”按钮，并设置“自控”、“中控”选择按钮，并在设备图案旁显示设备控制方式状态。 工艺参数设定：功能参数设定有两大类，第一类是连续回路控制中的控制值设定，如进水泵池液位值、生物池溶氧值、药剂投加量等；第二类是报警极限设定，如泵池的高、低液位报警、主要设备的高电流报警等。可以利用计算机的先进功能，优化出污水处理的工艺参数，提供给厂长指挥调度生产。 生成各类报表：如设备编号登记、故障次数记录、设备运行累计时间记录、大修周期的倒计时，开启次数记录等。对污水厂进、出水流量、大功率电机的用电量、总用电量等主要参数进行累计。同时可生成班报表、日报表、月报表、年报表等，自动记录生产设备及工艺控制过程中出现的故障现象和发生的时间、排除的时间，并能自动打印报表。 生成历史曲线：历史趋势曲线包括全部模拟量曲线（工艺参数、电力参数、及大功率电机的电流等），趋势曲线不少于20条。对于液位参数显示和报警用棒图方式，以便精确查阅某个时间内的趋势。趋势曲线可单条显示，也可组合