懷柔污水處理廠自動化控制系統(tǒng)改造方案(北京金控)

1、北京金控自動化技術有限公司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)結構不完善，數據采集不全面，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、實際情況分分析1、污水處理系系統(tǒng)1.1簡介污水處理自控系系統(tǒng)（以下稱稱“污水系統(tǒng)”）由某公司司負責集成，主主要采用施耐耐德品牌的設設備，PLCC采用Priimium系系列，共7個個PLC分站站，通

2、訊方式式采用總線通通訊，上位軟軟件采用ABB公司的RSSView組組態(tài)軟件，II/O點數約約2000點點，原系統(tǒng)結結構圖如下：1.2系統(tǒng)存在在的問題（1）通訊方式式落后由于污水系統(tǒng)建建立較早，采采用了較早的的CANoppen總線通通訊方式。該該方式相比于于施耐德公司司MODBUUS TCP/IP以太網網方式具有通通訊速度慢、可可靠性低、拓拓撲結構落后后等缺點。特特別需要注意意的是，作為為總線通訊的的主干線路，如如果發(fā)生斷路路，則該斷點點之后的總線線通路上的所所有數據將無無法與主站進進行通訊，主主站將無法對對這部分子站站中的設備進進行監(jiān)測和控控制，直接影影響到正常生生產。（2）PLC與與上位軟件

3、不不配套PLC采用了法法國施耐德公公司的產品，上上位軟件采用用了美國羅克克韋爾公司的的產品，就使使得他們的通通訊不能采用用任何一方的的特有方式，不不利于兩種產產品之間的穩(wěn)穩(wěn)定通訊，不不利于日后的的擴展。2、再生水系統(tǒng)統(tǒng)2.1簡介再生水MBR處處理自控系統(tǒng)統(tǒng)（以下稱“MBR系統(tǒng)”）由某公司司負責集成，主主要采用西門門子品牌的設設備，PLCC采用S7-300系列列，共3個PPLC分站，采采用TCP/IP光纖以以太網通訊方方式，上位軟軟件采用Wiincc組態(tài)態(tài)軟件，I/O點數約11000點，原原系統(tǒng)結構圖圖如下：2.2系統(tǒng)存在在的問題（1）數據采集集不完善MBR系統(tǒng)沒有有將現場的所所有設備信號號采集

4、到上位位監(jiān)控系統(tǒng)中中，因此，對對一些重要設設備的監(jiān)控不不及時、不準準確，數據不不完善，并且且不能實現遠遠程控制，操操作不方便，給給運營管理人人員造成工作作上的不便。（2）網絡拓撲撲結構不合理理MBR系統(tǒng)采用用了光纖以太太網方式進行行通訊，網絡絡拓撲結構采采用了星型連連接，雖然問問題沒有污水水系統(tǒng)的嚴重重，但是，如如果中控室與與現場通訊的的主光纖斷路路的話，中心心控制室就無無法與現場PPLC進行通通訊，無法對對現場設備進進行監(jiān)測和控控制。作為該污水處理理廠的整個自自控系統(tǒng)來說說，可以總結結成以下兩點點：（1）自自控設備先進進，工藝運行行良好；（22）自控系統(tǒng)統(tǒng)沒有合理組組合，品牌太太多，造成系系

5、統(tǒng)不兼容，擴擴展性差，使使用不方便。由于污水和MBBR的自控系系統(tǒng)采用了法法國施耐德、德德國西門子、美美國羅克韋爾爾三個不同品品牌的PLCC和組態(tài)軟件件，并且互不不兼容，通訊訊方式不同，因因此，兩套系系統(tǒng)不可能在在現有平臺基基礎上進行合合并或整合，只只能分開使用用，使用上不不方便，也為為將來污水處處理廠的擴建建升級留下了了隱患，也成成為本次改造造工作的重點點。三、改造方案隨著技術的創(chuàng)新新和不斷發(fā)展展，污水處理理廠的自控系系統(tǒng)發(fā)揮了越越來越重要的的作用，管控控一體化技術術不斷在污水水處理廠實現現和發(fā)展。光光纖以太環(huán)網網技術已經成成為主流，具具有速度快，擴擴展性好，兼兼容性好等優(yōu)優(yōu)點，下圖為為目前

6、較為典典型的某廠自自控系統(tǒng)結構構圖。雖然目目前該污水處處理廠還達不不到此案例中中的先進程度度，但可以據據此結構確定定未來改造或或擴建方向。1、改造原則根據自控技術的的發(fā)展趨勢和和該污水處理理廠自控系統(tǒng)統(tǒng)的現狀，我我們確定以下下改造原則：（1）堅持主干干，豐富枝葉葉（2）統(tǒng)一平臺臺，易于擴展展（3）立足現實實，完善創(chuàng)新新2、改造方案根據該污水處理理廠的實際情情況和我們在在自控領域的的專業(yè)經驗，我我們認為，解解決目前的問問題仍然需要要依靠現有底底層PLC系系統(tǒng)，對底層層PLC及其其通訊方式不不進行大的改改造，以保持持現有設備的的良好運行，待待日后合適的的機會可以再再次進行改造造。系統(tǒng)結果果圖如下：

7、在具體實施方面面，我們提出出，分三步對對該污水處理理廠自控系統(tǒng)統(tǒng)進行改造。（1）第一步基礎改造造/基礎改造主要要解決現場PPLC數據采采集準確性和和全面性問題題，按點檢查查，重新編制制程序，畫出出準確竣工圖圖，具體包括括：對照圖紙，檢檢查MBR系系統(tǒng)的PLCC點是否連接接，是否與圖圖紙一致，不不一致的情況況下進行修正正，在原竣工工圖上進行準準確標記。將MBR系統(tǒng)統(tǒng)PLC系統(tǒng)統(tǒng)中包括故障障、運行、自自動和儀表信信號在內的所所有信號采集集到中控室監(jiān)監(jiān)控計算機，對對不完善的數數據點重新編編制PLC程程序和上位軟軟件程序，實實現報警信號號報表、實時數據、歷歷史數據報表表和數據存儲儲；改變原系統(tǒng)網網絡采

8、用的星星型拓撲結構構，增加兩條條光纖，使其其成為光纖環(huán)環(huán)網，以增加加該系統(tǒng)的可可靠性。在中控室監(jiān)控控計算機實現現MBR系統(tǒng)統(tǒng)中的設備啟啟動/停止等等遠程控制；檢查污水系統(tǒng)統(tǒng)的PLC點點的連接情況況，與原竣工工圖進行核對對，對不一致致的地方在原原圖上進行準準確標記；工作流程：經過基礎改造，使使MBR系統(tǒng)統(tǒng)和污水系統(tǒng)統(tǒng)的圖紙描述述準確，資料料齊全，以便便于未來進行行擴建和檢修修等，同時，核核對MBR系系統(tǒng)中的數據據點，對PLLC編制控制制程序，在上上位監(jiān)控軟件件中實現遠程程控制。（2）第二步整合改造造從業(yè)主單位的長長遠利益考慮慮，注重于系系統(tǒng)的整合改改造，使改造造后的系統(tǒng)具具有完整性，并并且兼容性

9、良良好，便于以以后擴建工程程的擴展。主主要增加至少少一臺高性能能工控機和一一臺數據服務務器，增加一一套第三方監(jiān)監(jiān)控軟件KiingTrool SCAADA，在此此基礎上對上上位監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)重新設計、集集成。改造后后的系統(tǒng)具有有以下功能和和特點：污水與MBRR系統(tǒng)合并，在在同一臺監(jiān)控控主機上對所所有PLC分分站進行監(jiān)控控；所有設備可實實現中控室遠遠程控制，便便于全過程控控制和流程優(yōu)優(yōu)化；故障報警信號號具有全面、良良好、完整的的顯示和記錄錄；儀表信號實時時數據和歷史史數據存儲和和查詢，采用用數據庫存儲儲。工作流程： 經過整整合改造，污污水系統(tǒng)和MMBR系統(tǒng)在在統(tǒng)一的監(jiān)控控平臺進行監(jiān)監(jiān)測、控制和和管理，

10、數據據采集全面、存存儲完善、查查詢方便、操操作簡單。（3）第三步信息化建建設根據目前國際國國內污水處理理廠建設的發(fā)發(fā)展趨勢和業(yè)業(yè)主單位的管管理需要，以以完善的自控控系統(tǒng)為基礎礎，進行污水水處理廠信息息化建設，實實現管控一體體化成為本次次工作的又一一個重點。根根據與業(yè)主單單位的溝通，主主要實現以下下功能：電能管理。將將配電中心的的電力數據與與現有系統(tǒng)進進行通訊和存存儲，以車間間為單位，可可對每個車間間以日或月為為查詢統(tǒng)計條條件，分別進進行電能監(jiān)測測和成本核算算，為管理者者的優(yōu)化調度度管理及績效效考核提供參參考。成本分析。對對全廠的電費費和藥劑費進進行統(tǒng)計和分分析，形成全全廠的運營管管理成本分析析

11、系統(tǒng)，并且且與水量結合合分析，對單單位污水處理理成本進行監(jiān)監(jiān)控和管理，為為管理者調度度、全過程優(yōu)優(yōu)化運行、節(jié)節(jié)能降耗提供供參考，切實實降低企業(yè)運運營成本。數據倉庫。為為便于長時間間、大容量存存儲運行數據據，必須建立立全廠的實時時數據倉庫，采采用企業(yè)版SSQLSevver實時數數據庫軟件和和IBM服務務器相結合的的方式。通過過建立數據倉倉庫，對報表表進行全面改改進，改變以以往表格形式式的報表，全全部采用趨勢勢圖、柱狀圖圖、餅圖等直直觀的、便于于分析的方式式進行匯總，方方便管理者進進行查閱。WEB訪問與與管理、網站站建設。為提提高污水處理理廠的管理效效率，提高信信息化水平，為為管理系統(tǒng)建建立一個網站站，設置WEEB遠程訪問問與管理的功功能，便于管管理者進行遠遠程管理，隨隨時隨地掌握握污水廠的運運行情況。同同時，不同車車間單位（例例如化驗室）可可隨時通過站站點將管理數數據統(tǒng)一到同同一個數據平平臺上，方便便管理者進