咸丰县污水处理厂控制系统方案设计(SCADA系统).doc
《咸丰县污水处理厂控制系统方案设计(SCADA系统).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《咸丰县污水处理厂控制系统方案设计(SCADA系统).doc(39页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、1 系统描述1.1 控制系统的构成 1.1.1 概述咸丰县污水处理厂控制系统主要采用SCADA系统,该系统负责采集全厂工艺参数、电气参数和设备运行状态、并控制工艺设备的运行、故障报警以及生产报表打印等。SCADA 是监视控制和数据采集的简称。SCADA系统完成咸丰县污水处理厂整个工艺流程所必需的数据采集,顺序控制,时间控制,回路调节及上位监视作用。在满足工艺流程的要求之外,还能实现咸丰县污水处理厂的安全生产、降低物耗能耗、提高生产管理水平。计算机数据采集及监控系统是一个集中监视分散控制的系统,当上位监视设备故障或没有使用时,现场各控制设备还可以继续工作,对整个工艺过程没有影响。系统的主要构成部
2、分有:现场控制站、上位监视设备及数据通讯网络。咸丰县污水处理厂的SCADA控制系统由三级组成:第一级:就地控制箱(LCP)第二级:现场控制站(PLC)第三级:中央控制室(CCR)1.1.2 第一级: 就地控制箱所有设备均有现场控制箱,当“控制模式”选择开关置于“LOCAL/现场”位置时,操作员可利用控制箱上的“START/启动”、“STOP/停止”按钮控制设备的“运行”和“停止”,这种操作级别最高(第一级),独立于“计算机”控制及“PLC”控制之外。现场控制模式主要用于设备维护及调试阶段,此时的设备保护由“硬连锁”完成,软件连锁信息将不起作用。1.1.3 第二级: 现场控制站(PLC)当“控制
3、模式”选择开关置于“REMOTE/远方”位置,操作员将不能利用控制箱上的“START/启动”、“STOP/停止”按钮控制设备的“运行”和“停止”,此时设备的控制权交给现场控制站(PLC),这种操作级别次之(第二级),PLC将根据上位机的指令“遥控”或“自动” 控制(PLC控制程序)设备的运行。根据污水处理的工艺过程及集中控制的原则,在生产区内区设置二个现场控制站,分别负责各处理工段的有关工艺参数的采集,设备运行的控制。1.1.4 第三级: 中央控制室(CCR)中央控制室(CCR)主要用于监视污水处理过程中的技术参数,设备运行状态以及系统维护等;同时,工程师可通过工程师键盘设置设备的控制模式以及
4、修改工艺参数等。中控室设有两台监控计算机,配有22大屏幕全平监视器及工程师键盘和操作员键盘,操作员可通过它们监视技术参数的变化,设备运行状态及故障状态,所有信息均以各种曲线及流程图等形式显示。另设两台打印机,用于打印所需的技术文件,也可随时打印“日报表”、 “月报表”及“年报表”,所有报表可采用中文形式。为直观地掌握主要设备的运行状态,工艺参数及故障状态,在中控室还设立一套投影装置。1.2 系统特点1.2.1 概述本系统是一个基于PLC的集散控制系统,完成污水处理过程控制、工艺参数显示、设备运行状态监测及故障报警、生产数据存储及分析、报表打印等功能。本系统采用开放式工业高速以太网作为系统骨干网
5、,连接所有现场控制站、中央控制室及管理计算机,构成一个具有网络结构的分布式控制系统及生产管理信息系统。1.2.2 系统特点 可靠性高l 本系统任何一个现场控制分站故障均可在中控室报警并存储报警信息。l 所有分站PLC均可长期在恶劣环境下无故障运行。 功能强l 高速数据通讯网具有10/100MBPS的数据传输速率,是开放式的工业实时网络。强大的通讯功能使整个系统数据可在骨干网上高速传输,实现数据共享。l 控制器采用梯形图逻辑或顺序流程图、逻辑功能块等方式编程。这种编程方法更接近工艺描述,适合电气工程师习惯。具有开发时间短、易学、易懂、易修改特点。考虑到特殊算法要求,如果需要,也可使用诸如FORT
6、RAN,PASCAL,C语言对特殊复杂算法编程。 系统的可扩展性和可维护性l 分站控制器采用模块化结构,具有很好的可扩展性和可维护性。l 高速数据通讯网可支持无限节点,为扩展分站数量提供了广大空间。l 良好的故障诊断及报警系统,可缩短系统的修复时间。1.3 系统功能1.3.1 概述对于计算机监控及数据采集系统而言,具有可编程序控制器的自动控制功能,即由现场可编程控制器中的程序对现场设备实行自动控制;还具有中控室监控计算机的远方手动控制功能,即由操作员在中控室经判断后通过操作员键盘手动控制设备的运行。所有的被控设备均具有远方控制的功能:作为最低要求,在其相应的现场控制箱中具有“LOCAL就地/R
7、EMOTE远方”转换开关。当转换开关打到“REMOTE/远方”时由控制系统实施上述的控制。1.3.2 典型工艺设备的控制1.3.2.1 粗格栅机粗格栅机分手动、自动二种控制方式,自动控制时又可分为时间周期控制、水位差值控制,集中控制三种控制模式。手动控制时,人工在现场操作控制格栅机的开、停。水位差值控制时,根据格栅机前后水位差值控制,当格栅前后水位差值h15cm时,启动格栅机自动运行,每次运行时间为10分钟或10周次,h值及每次运行的时间根据进水中杂质情况可在中心控制室或PLC现场通过输入设备人工设定或修改。时间周期控制时,根据进水杂质情况设定时间周期,现阶段设三个时间周期1小时、2小时、3小
8、时,即格栅机每隔1小时或2小时或3小时运行一次,每次运行时间10分钟或10周次,以上时间值可在中心控制室或PLC现场根据运行经验人工设定或修改。集中控制时,可在中心控制室通过操作键盘控制格栅机的开、停。格栅机启动5秒后若PLC没有接收到运行信号则判定格栅机控制电路故障。此时应停止格栅机的运行。5秒的时间值根据现场情况可调。格栅机的二种控制方式通过现场控制箱上的选择开关确定。格栅机自动控制时的三种控制模式可在中心控制室或PLC现场人工设定。1.3.2.2 粗格栅机栅渣皮带输送机栅渣皮带输送机分手动、自动二种控制方式,自动控制又可分为联动控制,集中控制二种控制模式。手动控制时,人工在现场操作控制输
9、送机的开、停。联动控制时,粗格栅机启动8秒后应启动皮带输送机,联动运行;粗格栅机停止运行30秒后应停止皮带输送机运行,时间值根据现场情况可调。集中控制时,可在中心控制室通过操作键盘控制皮带输送机的开、停。皮带输送机启动5S后若PLC没有接收到运行信号则判定皮带输送机控制电路故障,此时应停止粗格栅机和皮带输送机的运行,5秒的时间值根据现场情况可调。皮带输送机的二种控制方式通过现场控制柜上的选择开关确定。皮带输送机自动控制时的二种控制模式可在中心控制室或PLC现场根据粗格栅控制方式人工设定。1.3.2.3 进水潜水泵进水泵分手动、自动二种控制方式,自动控制时又分水位控制,水位上升或下降速率控制,集
10、中控制三种控制模式。手动控制时人工在现场操作控制潜水泵的开、停。水位控制时,按水位上升与下降的不同又可分为二种控制顺序,一种为水位上升开泵顺序控制,另一种是水位下降停泵顺序控制。水位上升期的开泵顺序控制近期当水位h1.5m时,潜水泵全部处于停止状态,假设此时有厂外来水,进水泵房吸水井水位开始上升,当水位h升到1.6m时开一台小泵抽水;若此时吸水井水位继续上升,当水位h上升到1.9m时开一台大泵停小泵抽水;若此时吸水井水位继续上升,当水位h上升到2.1m时开一大一小两台泵抽水;若此时吸水井水位还在上升,说明进水量超过设计值,报警(5.0m)显示说明进水量超过设计值。应发出水位超高信号报警并采取措
11、施,人工打开进水泵房的溢流管上的阀门(高程单位为米;为黄海高程,0.000对应各构筑物工艺图)。水位下降期的停泵顺序控制当水位h-2.1m时,潜水泵全部处于开启运行状态,假设此时厂外来水量开始减少,进水泵房吸水井水位开始下降,当水位h下降到-1.9m时延时20秒停一台小泵;若此时水位仍在下降,当水位h下降到-1.6m时,延时1分钟停一台大泵开小泵;当水位h下降到-1.55m时延时1分钟再一台小泵;此时进水泵房潜水泵已全部停止抽水。若吸水井水位低于水泵的吸程要求,应发出水位超低信号报警并采取措施。水位速率控制时,设Q1为泵抽水量,Q2为水增加或减少的量(用水位上升、下降速率来计算)。那么总的来水
12、量:Q=Q1+Q2,当Q2=0时,Q=Q1,即来水量抽水量,这是泵房运行最佳情况,可以保持高水位运行,节约电能。通过水位上升(或下降)速率可计算出来水量,确定要开多少台泵。以上的水位参数及延时时间都应是可调整的,在具体实施时可根据现场调试情况重新设定参数。以上的水位参数系相对标高(高程单位为米;黄海高程),进水泵房汇水面积约定53m2,在具体编制控制软件时根据超声波液位计安装位置的绝对标高换算成水位的相对高度。在中心控制室可通过键盘或鼠标控制潜水泵的开、停。累计每台泵的运行时间,能耗,启动次数,进水泵自动轮换运行。1.3.2.4 细格栅机细格栅机分手动,自动二种控制方式,自动控制时又可分为时间
13、周期控制、水位差控制、集中控制三种控制模式。手动控制时,人工在现场操作控制格栅机的开停。水位差控制时,根据格栅机前后水位差值控制,当格栅前后水位差值h20cm时,启动格栅机自动运行,每次运行时间为10分钟或10周次,h值及每次运行的时间,根据进水中杂质情况可在中心控制或PLC现场通过输入设备人工设定或修改。时间周期控制时,根据进水杂质情况设定时间周期,现阶段设三个时间周期1小时、2小时、3小时,即格栅机每隔1小时或2小时或3小时运行一次,每次运行10分钟或10周次小时,以上时间值可在中心控制室或PLC现场,根据运行经验人工设定或修改。集中控制时,可在中心控制室通过操作键盘(或鼠标)控制格栅机的
14、开、停。格栅机启动5秒后若PLC没有接收到运行信号则判定格栅机控制电路故障,此时应格栅机的运行。5秒的时间值可根据现场调式情况调整。格栅机的二种控制方式通过现场控制柜上的选择开关确定。格栅机自动控制的三种控制模式可在中心控制室或PLC现场人工设定。1.3.2.5 细格栅机栅渣皮带输送机栅渣皮带输送机分手动、自动二种控制方式,自动控制时又可分为联动控制、集中控制二种控制模式。手动控制时,人工在现场操作控制输送机的开、停。联动控制时,任意一台细格栅机启动8秒后应启动皮带输送机联动运行;两台细格栅机全部今日运行30秒后应联动皮带输送机停止运行。时间值可修改。集中控制时,可在中心控制室通过操作键盘(或
15、鼠标)控制皮带输送机的开、停。皮带输送机启动5秒后若PLC没有接收到运行信号则判定皮带输送机控制电路故障,此时应停止细格栅机及皮带输送机的运行。5S的时间值可根据现场试车情况修改。皮带输送机的二种控制方式通过现场控制柜上的选择开关确定。皮带输送机自动控制时的二种控制模式可在中心控制室或PLC现场根据细格栅控制方式人工设定。1.3.2.6 砂水分离器砂水分离器分手动、自动二种控制方式,自动控制时又可分为联动控制、集中控制二种控制模式。手动控制时,人工在现场操作控制砂水分离器的开、停。联动控制时,吸砂机启动5秒后应联动砂水分离器启动;吸砂机停止运行1分钟后应联动砂水分离器停止运行。集中控制时,可在
16、中心控制室通过操作键盘(或鼠标)控制砂水分离器的开、停。砂水分离器的二种控制方式通过现场控制柜上的选择开关确定。砂水分离器自动控制的二种控制模式可在中心控制室或PLC现场人工设定。砂水分离器与旋流沉砂器、吸砂泵、电动闸阀的控制方式及控制模式宜保持一致。砂水分离器启动5秒后若PLC没有接收到运行信号则判定砂水分离器控制电路故障,此时应停止吸砂泵、砂水分离器的运行。5秒的时间值应根据现场联动调试情况修改。1.3.2.7 生物池及鼓风机房好氧池DO仪检测池中的溶氧,使溶氧浓度一般控制在1.02.0mg/l左右,当溶解氧浓度变化超出范围时,首先由溶解氧测定仪发生信号,启动供气管上的电动调节阀,气量的变
17、化使管网压力发生变化,然后由压力传感器将信号传送到鼓风机的进风叶片启动器,调节导向叶片的角度,使供气管网压力回到最佳状态。集中控制时,可在中心控制室通过操作键盘一步化或分步控制鼓风机、潜水推流器、及其辅助设备的开、停。MLSS、DO计探头安装在池深+1.0米处。厌氧池、缺氧池水下搅拌器不间断搅拌,保证水流无死区。厌氧池、缺氧池、“A2/O”池曝气机、螺旋浆泵分手动、自动二种控制方式。手动控制时,人工在现场操作控制曝气机、潜水推流器开、停。集中控制时,可在中心控制室通过操作键盘(或鼠标)控制潜水推流器的开、停。潜水推流器启动5秒后若PLC没有接收到运行信号则判定潜水推流器控制电路故障,此时应停止
18、水下推进器的运行。5S的时间值可根据现场试车情况修改。潜水推流器的二种控制方式通过现场控制柜上的选择开关确定。潜水推流器自动控制时可在中心控制室或PLC现场人工设定。鼓风机的开启台数和进风导叶开启度根据鼓风机出风总管的流量进行控制,以保持鼓风机出风总管的流量满足工艺要求。1.3.2.8 回流污泥泵回流污泥泵分手动、自动二种控制方式,自动控制时又可分为按回流比粗调、细调控制、集中控制三种控制模式。手动控制时,人工在现场操作控制回流污泥泵的开、停。污泥回流比控制时,按进水流量,回流比组合回流污泥泵运行。污泥回流量计算公式:QsFxSc/Sj式中:Qs:污泥回流量、Fx:进水流量、Sc:污泥泵房污泥
19、浓度、Sj:“A2/O”池污泥浓度,根据工艺流程要求(高负荷曝气工艺)“A2/O”池污泥浓度应保持在3.5g/L左右,一般情况下“A2/O”池污泥浓度不能低于3.3g/L。首先应计算污泥回流量值,由污泥回流量值控制回流污泥泵的台数。此种控制方式为粗调方式。细调控制时,首先应完成上述粗调程序,粗调程序完成后,“A2/O”池需要的污泥量与回流污泥量基本保持一致,此时再根据装在污泥回流管上的污泥流量计值与实际需要值之比细调污泥回流泵的变频范围。一般情况下,污泥回流粗调程序完成10分钟后才能进入细调程序。集中控制时,可在中心控制室通过操作键盘控制回流污泥泵的开、停。污泥回流泵的二种控制方式通过现场控制
20、柜上的选择开关确定,自动控制时的三种控制模式可在中心控制室成PLC现场人工设定。累计每台回流污泥泵的运行时间,回流污泥泵应能自动轮换运行。1.3.2.9 剩余污泥泵剩余污泥泵分手动、自动二种控制方式,自动控制时又可分为间隔运行控制、集中控制二种控制模式。手动控制时,人工在现场操作控制剩余污泥泵的开、停。间隔运行控制时,剩余污泥量计算公式如下:WVNw/Qc式中:V:曝气的容积Nw:“A2/O”池,水解池污泥浓度Qc:设计污泥龄d,高负荷0.22.5,中负荷515,低负荷2030。首先应计算剩余污泥量值,由剩余污泥流量计值和脱水车间储泥池液位控制剩余污泥泵开启时间,储泥池液位过高减停剩余污泥泵。
21、间隔运行时间根据现场情况确定三个时间周期。三个时间周期分别为4小时、8小时、12小时。集中控制时,可在中心控制室通过操作键盘控制剩余污泥泵的开、停。剩余污泥的二种控制方式通过现场控制柜上的选择开关确定,自动控制时的二种控制模式可在中心控制室或PLC现场人工设定。累计每台剩余污泥泵的运行时间,剩余污泥泵应能自动轮换运行。回流污泥泵及剩余污泥泵除了以上所描述的控制方式外还有一些外部限制条件,第一种情况,当污泥泵房水位低于-0.7m时,回流污泥泵及剩余污泥泵都应停止运行并报警,控制二沉池排泥量增大,第二种情况,当污泥泵房水位超过2.45m时自动启动剩余污泥泵运行并报警,控制二沉池排泥量减少。第三种情
22、况,当污泥泵房污泥浓度小于4g/L时,剩余污泥泵应停止运行并报警,控制二沉池排泥量增大。第四种情况,当回流污泥及剩余污泥泵启动5秒后若PLC没有接收到运行信号,则判定控制电路故障,此时应停止此台泵的运行并报警同时投入备用泵运行。1.3.2.10 二沉池设备二沉池的刮吸泥二种控制方式通过现场控制柜上的选择开关确定,自动控制时的二种控制模式可在中心控制室或PLC现场人工设定。刮吸泥机、沉淀池与生化池协调连续运行,排泥与污泥泵房协调二沉池除检修外一般情况均工作。1.3.2.11 污泥均质池搅拌机搅拌机分手动、自动二种控制方式,自动控制时又可分为连续运行控制,集中控制二种控制模式。手动控制时,人工在现
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 咸丰县 污水处理 控制系统 方案设计 SCADA 系统
![提示](https://www.31ppt.com/images/bang_tan.gif)
链接地址:https://www.31ppt.com/p-2808985.html