大连大孤山污水厂监控系统设计

大连大孤山污水厂监控系统设计大连市市政设计研究院有限责任公司仉宏伟摘要：本文介绍了和利时公司系列在大孤山污水处理厂自动控制系统中的应用，描述了基于改良生物除磷脱氮处理工艺下的工艺、控制系统设计原则、控制系统设计及功能实现等。关键词：系列污水处理厂升级改造【中图分类号】【文献标识码】文章编号引言定一级标准。因此，大连开发区大据现有水厂实际进水水质监测数据大孤山污水处理厂一期是一个以孤山污水处理厂扩建、改造工程的建以及辽宁省颁布的《污水综合排放标处理工业污水为主的城市污水处理设，是实现排放标准要求的必要措施。准》的要求，确定设计进、出水水质厂，近期处理能力远如表所示。期达到。：年月建工程概要出水指标达到《城镇污水处理厂成近期的污水处理厂投工程标准污染物排放标准》中一级标准的标准。产。大孤山污水处理厂主要的处理工设计规模确定为万日。根工艺方案艺为：厌氧好氧沉淀曝气生表大孤山污水污水处理厂进、出水水质物滤池混凝絮凝气浮消毒’占地面积公顷。原‘水厂，其出水水质只能达到《〉水综合排放标准》（中的一级标准，不能达到《辽宁省污水综合排放标准》（中规《》《》年月一级处理：新建粗格栅、增加提升泵数量、新增设计原则细格栅及曝气沉砂池。根据工艺方案对自控仪表系统的要求和运行管理经水解酸化池：新增水解酸化池一座。验，全厂的自控系统由计算机控制管理系统和仪表检测生化处理：新建生化池，处理规模为系统两大部分组成。前者遵循“集中管理、分散控制、改良生物池由预缺氧区、厌氧区、缺氧区及好氧区组成。资源共享”的原则，后者遵循“工艺必需、先进实用、预缺氧区、厌氧区和缺氧区设有潜水搅拌机；好氧区设有维护简便”的原则。曝气头，预缺氧区及厌氧区。每座池好氧池出水端设有系统方案台内回流泵，用备。混合液回流至缺氧区。回流污泥由大孤山污水处理厂处理工艺为改良工艺。为了进水渠首端进入预缺氧区。生物池曝气气源来自鼓风机房，保证污水处理过程的安全可靠和生产的连续性，提高自每根曝气干管上设有一个电动空气调节阀，根据生物池内动化水平，并适应整个污水处理工艺需要，采用以和利调节曝气量，以满足工艺要求，并达到节能的目的。时公司大型为主的集中和分散相结合二沉池：二沉池为周进周出辐流式二沉池，为钢的自动化控制系统，实现对全厂工艺参数、电气参数和筋混凝结构。共两座，并联运行。设备运行状态进行监测、控制、连锁和报警以及报表打印，配水井及污泥回流泵房：配水井及污泥回流泵房通过使用在主站和远程站间的一系列通讯链，完成整个为钢筋混凝土池双层结构。上层作为二沉池进出水配水污水厂工艺流程所必需的数据采集，数据通讯，顺序控制，池，生物池来水均匀配水至两个沉淀池。下层为污泥回时间控制，回路调节及上位监视和管理作用。在满足工流泵、剩余污泥泵泵池，分别将污泥输送至预缺氧池和艺流程的要求之外，还能实现污水厂的安全生产，提高污泥贮池。生产管理水平。深度处理新建深度处理车间一座，内设混凝沉淀、系列是和利时公司在总结十多年控制系统设转盘过滤、紫外消毒及加药间。计和工程项目实施经验基础上推出的适用于中、高性能污泥处理：新建污泥贮池及污泥脱水间。污泥脱控制领域的产品，模块集成工业级处理器（主频可水采用浓縮脱水一体机。达指令处理速度可达。相对传统而言，工艺流程框图如图所示。可编程控制器充分融合了和的优点，采用了高性能的模拟量处理技术、小型化的结构设计、开放自控仪表设计的工业标准、通用的系统平台、使产品不仅具有强大的醋酸投钠药预预厌缺好二深紫粗提细，解缺氣氣氣沉度外格一升“格―一‘池池■池池处‘消扮在巧水栅—泵搪―砂“化池一—■—■理毒■排海池池—————内流砂水分商机—污泥固流储，池栅渣“包机汚泥浓脱水机渣包外运砂外运外图工艺流程图InfrastructureIndustryApplications功能和卓越的性能，而且具有更高的可靠性、更佳的开大孤山污水处理厂自动化控制系统分为三级管理，包放性和易用性。括生产管理级、现场控制级及就地控制级。现场各种数据整个系统设个中央控制室、个现场控制站通过系统进行采集，并通过主干通讯网络一工业以太组成。现场控制站，由可编程序控制器（系网传送到中央控制室监控计算机集中监控和管理，传输介统及检测仪表组成，对污水处理厂各工艺过程进行分质为光纤，通讯速率为。中央控制室监控计算机散控制；再由中央控制室（对全厂实行集中管的控制命令也通过上述通道传送到的测控终端，实施理。中央控制室、控制站之间的数据通讯采用高速各单元的分散控制。现场与中央控制室之间通过高速工业的、实时的工业以太网，网络结构为环形，通讯速率为以太网连接，高速工业以太网采用开放式的总线结构，以传输介质为光纤。便于实现近远期系统的无缝对接。项目优点生产管理级（中央控制室）先进性：设计中不仅采用了目前世界上先进的主中央控制室设两套互为热备的监控操作站、两台打印流产品，而且着眼于企业“管控一体化”的需求，贯彻机、一套电源。这两套监控操作站为冗余配备，可以了数字化、信息化环保的先进思想，使企业生产数据的分别侧重监测或组态功能，故障时互为备用，具有灵活的进一步智能应用成为现实。该方案使控制系统有机地成运行方式。并且可与分布在厂内其它位置的计算机（如厂为企业整个架构的一部分。采用先进的计算机控制系长办公室、总工室、化验室等）方便地通过局域网与之相连，统，主要用于污水厂的生产控制、运行操作、监视管理。实时监控现场各工艺过程的生产运行状况；主要完成对污控制系统配有可靠的硬件设备，功能强大，运行可靠，水处理厂的管理、调度、集中操作、监视、系统功能组态、界面友好的系统软件、编程软件和控制软件。控制参数在线修改和设置、记录、报表生成及打印、故障可靠性：控制系统在严格的工业环境下长期、稳报警及打印，对实时采集的数据进行处理，控制操作以及定地运行。系统组件的的设计符合真正的工业等级，满分析统计等功能。通过高分辨率液晶显示器及投影仪可直足国内、国际的安全标准。并且易配置、易接线、易维护、观地动态显示全厂格工艺流程段的实时工况、各工艺参数隔离性好，结构坚固，抗腐蚀，适应较宽的温度变化范围的趋势画面，使操作人员及时掌握全厂运行情况。强大功能：的编程语言符合标准，现场控制级（控制站）易学、易懂、易用。内置软并提供了丰富的现场控制站配置控制柜。柜内包括和利时公司指令集及函数库，用户直接调用。高速工业以太网作为系列可编程序控制器、电源装置、光系统的骨干网络，实现高速数据传输、高度数据共享。纤以太网交换机、过电压保护装置、小型继电器、安装连组态软件图库丰富，网络功能强大，报警、报表、历史接线缆及附件等。按照生产区域、功能和的分配状数据以及二次开发功能完善而易用。况划分为五个控制区域各控制区域设置一套现场控制站。故障诊断：完整的自诊功能，可以在运行中自动分别为预处理工段、生物处理工段、二沉池及污泥泵房、地诊断出系统的任何一个部件是否出现故障，并且在监污泥脱水间、深度处理间负责每个工艺段的设备自动控制。控软件中及时、准确地反映出故障状态、故障时间、故现场控制级接受生产管理级的调度，但并不依赖于生障地点、及相关信息。在系统发生故障后，的状态产管理级而运行：若监控计算机出现故障或者并没有投入返回到系统根据工艺要求预设置的状态上。使用或者通信网络出现故障现场控制站仍继续正常工作，扩展性和兼容性：协议是目前开放性最对整个工艺过程没有影响。好的协议，可以轻松进行系统扩展。监控系统的数据库就地控制级（现场按钮箱）结构应为面向对象的，实时式，关系型数据库。系统对将现场控制箱上的“就地远程”旋钮切换至“就地”数据变化响应可达到毫秒。操作系统和监控软件具有位置，通过箱上的“启动停止”按钮实现就地手动控制。冗余和容错及灾难性恢复等功能。组态软件支持、控制方式、、且提供丰富的编程接口，同大孤山污水处理厂自动化控制系统控制方式设计为现时也为世界各厂商提供了完善的驱动程序库，从而场设备就地手动控制、计算机控制系统远程手动控制、计可以将其它系统轻松接入本系统。算机控制系统远程自动控制三种控制方式。三种方式的级别由高到低依次为就地手动控制、远程手动、远程自动。系统设计（就地手动模式：设备的现场控制箱或控制柜《》年月上的“就地远程”开关选择“就地”方式时，通过现有与其它控制系统通讯功能和标准的对外通讯接口，以后场控制箱或控制柜上的按钮实现对设备的启停、可以任意扩展。开关操作。设备的急停按钮或其他保护和安全连锁装置为提高网络通讯的效率，在中控室设置以太网交换机，如：过载保护、温度及液位保护等）必须是硬线连接至交换机的通讯机理可以保证各节点之间互不干扰。中控室电气控制回路，不受方式选择开关的限制。现场控制箱内部监控计算机和综合楼内其他计算机采用屏蔽双绞线连柜）在开关在“手动”位置时，设备为离线方式，接到交换机，网络速度为交换机与现场不能对设备进行任何控制。站的连接为铠装光纤这种网络结构完全可以满足污水处远程手动模式：即远程手动控制方式现场控制理厂运行的要求。箱或控制柜上的“就地远程”开关选择“远程”中央控制室方式时，操作人员通过操作终端（或中控系统操作中央控制室监控计算机是操作员监控及获取数据的平站的监控画面用鼠标器或键盘选择“手动”方式并对设台，和利时公司的上位监控组态软及备进行启停、开关操作。编程软件提供了强大的软件编程及系统功能远程自动：现场控制箱或控制柜上的“就的实现。系统包括以下功能：管理权限、实时工艺流程图地远程”开关选择“远程”方式，且现场控制站的“自显示、故障报警、实时曲线、历史曲线、参数设置、调节动手动”设定为“自动”方式时，设备的运行完全由各回路显示、事件记录、画面切换及报表处理等功能。根据供水厂的工况及生产要求来完成对设备的运行现场控制站功能或开关控制，而不需要人工干预。（按控制程序对所辖工段内的工艺过程、电气设备系统网络进行自动控制，同时采集工艺参数，电气参数及电气设备参见图所示。大孤山污水处理厂自控系统是开放的运行状态；控制系统，中央控制室、控制站之间的数据通讯采（通过通信网络与中央控制室的监控管理系统进行用高速的、实时的工业以太网，网络结构为环形，通讯通信。向监控管理系统传送数据，并接受监控管理系统发速率为传输介质为光纤。在出现故障时，在出的开停机命令；线增加或删除任意一个节点，都不会影响到其他设备的（现场控制站提供方便的自动控制，临界报警和连运行和通讯。它除了具有良好的网络通讯能力外，还具续的回路控制；综合楼：中央控制室操作员站操作员工程舰垂环形工业以太网络；；；：逸：操作终端丨丨操作终端丨丨搡作终端丨丨操作终端丨丨操作终端善’靠预处理工艺段丨丨牛物补理工芕》丨二沉池及污泥泵房丨污泥脱水间丨丨生物滤池站■‘參■■参參參秦驗■参■參■参■暴■參幸參參■參暴条籍身■■？图系统网络下转第页）、过实验证明，所研究的方案是可，？的达至了预期的要求。————————————————■———：：■：：■；：参考文献：，王胜，王新宇技术及其在高速°丨’鶼■■系统中的应用】遥测遥控，一■文厂圓■““：山——孟汉城测试与测试技术的发展航天网吣■测控，；‘—‘“”“““一—“『“”大容器存储器发展预；测⑴电子计算机与外部设备，膽，图控制的仿真波形雷磊型海量存储系统的结束语集合存储器、芯片等设计与买现丨丨北》北、理：大学硕本文通过研究的存储测试模块的集成试验样机，并用系统，恰当选择了适合要求旳硬件描述语言编程设计了新的并行的大容量记芯片；设计了简单可靠的硬件系统架构，进行了的功能编程和’《太原：中北大学硕士学位论文，集成方案，组成了以为核心，多级仿真以及系统的状态机仿真；经上接第打页）为控制站程序预置的值，接地电阻小于欧姆；结束语可以通过中央监控站调整。（工厂管理计算机系统。分别本文论述了基于系列其他工程要点描述在厂长办公室、实验室、总工程师室在污水处理厂升级改造项目中控制防雷、过电压保护及接地。等处配置计算机，并采用标准以太网系统的设计与实现，充分发挥了为了确保自控仪控系统运行的稳定（集线器方式与中央控制系统连接，系列配置灵活、控制可靠、开性，对中央控制室、现场控制站的电组成工厂计算机综合管理控制