懷柔污水處理廠自動化控制系統(tǒng)改造方案北京金控

1、精品資料推薦北京市懷柔污水處理廠自動控制系統(tǒng)改造方案一、概述懷柔區(qū)污水處理廠一、 二期共計日處理量 5 萬噸，再生水處理量 5 萬噸，污水處理工藝采用 A/A/O 工藝，再生水處理采用某公司的 MBR 膜工藝，整體工藝運行良好。由于歷史原因，污水處理自控系 統(tǒng)與再生水處理自控系統(tǒng)獨立運行，互不影響，但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不完善， 數(shù)據(jù)采集不全面， 給用戶的使用帶來一些不便， 本次系統(tǒng)改造即是針 對系統(tǒng)中存在的問題進行改造。二、實際情況分析1、污水處理系統(tǒng)1.1 簡介污水處理自控系統(tǒng)（以下稱“污水系統(tǒng)” ）由某公司負責集成， 主要采用施耐德品牌的設(shè)備， PLC 采用 Primium 系列，共 7 個 PLC

2、 分站，通訊方式采用總線通訊，上位軟件采用 AB 公司的 RSView 組 態(tài)軟件， I/O 點數(shù)約 2000 點，原系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：精品資料推薦1.2 系統(tǒng)存在的問題（1）通訊方式落后由于污水系統(tǒng)建立較早， 采用了較早的 CANopen 總線通訊方式。 該方式相比于施耐德公司 MODBUS TCP/IP 以太網(wǎng)方式具有通訊速 度慢、可靠性低、拓撲結(jié)構(gòu)落后等缺點。特別需要注意的是，作為總 線通訊的主干線路， 如果發(fā)生斷路， 則該斷點之后的總線通路上的所 有數(shù)據(jù)將無法與主站進行通訊， 主站將無法對這部分子站中的設(shè)備進 行監(jiān)測和控制，直接影響到正常生產(chǎn)。（ 2）PLC 與上位軟件不配套PLC 采用

3、了法國施耐德公司的產(chǎn)品， 上位軟件采用了美國羅克韋 爾公司的產(chǎn)品， 就使得他們的通訊不能采用任何一方的特有方式， 不 利于兩種產(chǎn)品之間的穩(wěn)定通訊，不利于日后的擴展。2、再生水系統(tǒng)2.1 簡介再生水 MBR 處理自控系統(tǒng)（以下稱“ MBR 系統(tǒng)”）由某公司負 責集成，主要采用西門子品牌的設(shè)備， PLC 采用 S7-300 系列，共 3 個 PLC 分站，采用 TCP/IP 光纖以太網(wǎng)通訊方式， 上位軟件采用 Wincc 組態(tài)軟件， I/O 點數(shù)約 1000 點，原系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：精品資料推薦2.2 系統(tǒng)存在的問題（1）數(shù)據(jù)采集不完善MBR 系統(tǒng)沒有將現(xiàn)場的所有設(shè)備信號采集到上位監(jiān)控系統(tǒng)中， 因此

4、，對一些重要設(shè)備的監(jiān)控不及時、不準確，數(shù)據(jù)不完善，并且不 能實現(xiàn)遠程控制，操作不方便，給運營管理人員造成工作上的不便。（2）網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)不合理MBR 系統(tǒng)采用了光纖以太網(wǎng)方式進行通訊，網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)采用 了星型連接，雖然問題沒有污水系統(tǒng)的嚴重，但是，如果中控室與現(xiàn) 場通訊的主光纖斷路的話， 中心控制室就無法與現(xiàn)場 PLC 進行通訊， 無法對現(xiàn)場設(shè)備進行監(jiān)測和控制。作為該污水處理廠的整個自控系統(tǒng)來說，可以總結(jié)成以下兩點： （1）自控設(shè)備先進，工藝運行良好； （2）自控系統(tǒng)沒有合理組合， 品牌太多，造成系統(tǒng)不兼容，擴展性差，使用不方便。由于污水和 MBR 的自控系統(tǒng)采用了法國施耐德、德國西門子、 美

5、國羅克韋爾三個不同品牌的 PLC 和組態(tài)軟件，并且互不兼容，通精品資料推薦訊方式不同， 因此，兩套系統(tǒng)不可能在現(xiàn)有平臺基礎(chǔ)上進行合并或整 合，只能分開使用，使用上不方便，也為將來污水處理廠的擴建升級 留下了隱患，也成為本次改造工作的重點。三、改造方案隨著技術(shù)的創(chuàng)新和不斷發(fā)展， 污水處理廠的自控系統(tǒng)發(fā)揮了越來 越重要的作用， 管控一體化技術(shù)不斷在污水處理廠實現(xiàn)和發(fā)展。 光纖 以太環(huán)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為主流，具有速度快，擴展性好，兼容性好等優(yōu) 點，下圖為目前較為典型的某廠自控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。 雖然目前該污水處 理廠還達不到此案例中的先進程度， 但可以據(jù)此結(jié)構(gòu)確定未來改造或 擴建方向。1、改造原則根據(jù)自控技術(shù)

6、的發(fā)展趨勢和該污水處理廠自控系統(tǒng)的現(xiàn)狀， 我們精品資料推薦確定以下改造原則：1）堅持主干，豐富枝葉2）統(tǒng)一平臺，易于擴展3）立足現(xiàn)實，完善創(chuàng)新2、改造方案 根據(jù)該污水處理廠的實際情況和我們在自控領(lǐng)域的專業(yè)經(jīng)驗， 我 們認為，解決目前的問題仍然需要依靠現(xiàn)有底層 PLC 系統(tǒng)，對底層PLC 及其通訊方式不進行大的改造， 以保持現(xiàn)有設(shè)備的良好運行， 待日后合適的機會可以再次進行改造。系統(tǒng)結(jié)果圖如下：在具體實施方面， 我們提出， 分三步對該污水處理廠自控系統(tǒng)進 行改造。（1）第一步基礎(chǔ)改造/基礎(chǔ)改造主要解決現(xiàn)場 PLC 數(shù)據(jù)采集準確性和全面性問題，按 點檢查，重新編制程序，畫出準確竣工圖，具體包括：

7、對照圖紙，檢查 MBR 系統(tǒng)的 PLC 點是否連接，是否與圖紙一精品資料推薦致，不一致的情況下進行修正，在原竣工圖上進行準確標記。 將 MBR 系統(tǒng) PLC 系統(tǒng)中包括故障、運行、自動和儀表信號在 內(nèi)的所有信號采集到中控室監(jiān)控計算機， 對不完善的數(shù)據(jù)點重新編制 PLC 程序和上位軟件程序， 實現(xiàn)報警信號報表、 實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù) 報表和數(shù)據(jù)存儲； 改變原系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用的星型拓撲結(jié)構(gòu)，增加兩條光纖，使其成 為光纖環(huán)網(wǎng)，以增加該系統(tǒng)的可靠性。 在中控室監(jiān)控計算機實現(xiàn) MBR 系統(tǒng)中的設(shè)備啟動 /停止等遠程 控制； 檢查污水系統(tǒng)的 PLC 點的連接情況，與原竣工圖進行核對，對 不一致的地方在原圖上進行

8、準確標記；工作流程：精品資料推薦經(jīng)過基礎(chǔ)改造，使 MBR 系統(tǒng)和污水系統(tǒng)的圖紙描述準確，資料 齊全，以便于未來進行擴建和檢修等，同時，核對 MBR 系統(tǒng)中的數(shù)精品資料推薦據(jù)點，對 PLC 編制控制程序，在上位監(jiān)控軟件中實現(xiàn)遠程控制。（2）第二步整合改造從業(yè)主單位的長遠利益考慮， 注重于系統(tǒng)的整合改造， 使改造后 的系統(tǒng)具有完整性，并且兼容性良好，便于以后擴建工程的擴展。主 要增加至少一臺高性能工控機和一臺數(shù)據(jù)服務器， 增加一套第三方監(jiān) 控軟件 KingTrol SCADA ，在此基礎(chǔ)上對上位監(jiān)控系統(tǒng)重新設(shè)計、集 成。改造后的系統(tǒng)具有以下功能和特點： 污水與 MBR 系統(tǒng)合并，在同一臺監(jiān)控主機上

9、對所有 PLC 分站 進行監(jiān)控； 所有設(shè)備可實現(xiàn)中控室遠程控制，便于全過程控制和流程優(yōu) 化； 故障報警信號具有全面、良好、完整的顯示和記錄； 儀表信號實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)存儲和查詢，采用數(shù)據(jù)庫存儲。 工作流程：精品資料推薦9精品資料推薦經(jīng)過整合改造，污水系統(tǒng)和 MBR 系統(tǒng)在統(tǒng)一的監(jiān)控平臺進行監(jiān)測、控制和管理，數(shù)據(jù)采集全面、存儲完善、查詢方便、操作簡單。（3）第三步信息化建設(shè) 根據(jù)目前國際國內(nèi)污水處理廠建設(shè)的發(fā)展趨勢和業(yè)主單位的管 理需要，以完善的自控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，進行污水處理廠信息化建設(shè)，實 現(xiàn)管控一體化成為本次工作的又一個重點。根據(jù)與業(yè)主單位的溝通， 主要實現(xiàn)以下功能： 電能管理。將配電中心的

10、電力數(shù)據(jù)與現(xiàn)有系統(tǒng)進行通訊和存 儲，以車間為單位，可對每個車間以日或月為查詢統(tǒng)計條件，分別進 行電能監(jiān)測和成本核算， 為管理者的優(yōu)化調(diào)度管理及績效考核提供參 考。 成本分析。 對全廠的電費和藥劑費進行統(tǒng)計和分析， 形成全廠 的運營管理成本分析系統(tǒng)， 并且與水量結(jié)合分析， 對單位污水處理成 本進行監(jiān)控和管理，為管理者調(diào)度、全過程優(yōu)化運行、節(jié)能降耗提供 參考，切實降低企業(yè)運營成本。 數(shù)據(jù)倉庫。 為便于長時間、大容量存儲運行數(shù)據(jù)，必須建立全 廠的實時數(shù)據(jù)倉庫， 采用企業(yè)版 SQLSever實時數(shù)據(jù)庫軟件和 IBM 服 務器相結(jié)合的方式。通過建立數(shù)據(jù)倉庫，對報表進行全面改進，改變 以往表格形式的報表，全部采用趨勢圖、柱狀圖、餅圖等直觀的、便 于分析的方式進行匯總，方便管理者進行查閱。 WEB 訪問與管理、 網(wǎng)站建設(shè)。 為提高污水處理廠的管理效率， 提高信息化水平，為管理系統(tǒng)建立一個網(wǎng)站，設(shè)置 WEB 遠程訪問與10精品資料推薦管理的功能， 便于管理者進行遠程管理， 隨時隨地掌握污水廠的運行 情況。同時，不同車間單位（例如化驗室）可隨時通過站點將管理數(shù) 據(jù)統(tǒng)一到同一個數(shù)據(jù)平臺