污水处理厂的自控系统本着质量可靠、技术先进、性价比高的原则,充分考虑技术进步和系统的扩展,采用分层分布式控制技术,发挥智能控制单元的优势,降低并分散系统的故障率,保证系统较高的可靠性、经济性和扩展性,从而实现对各现场控制设备的操作、控制、监视和数据通讯。
1.系统结构及特点
本系统由PLC控制站和操作员站构成,控制站和操作员站之间构建工业以太网。(以某案例说明)
(1)现场控制站
每个现场控制站配置一套PLC控制柜。柜内包括可编程序控制器、操作员界面HMI、24VDC电源装置、冗余光纤交换机、电源防雷过电压保护装置、小型断路器、接线端子、小型继电器,安装连接缆线和附件等。
根据污水处理厂工艺特点,构筑物的布置和现场控制的分布情况,设置四个PLC现场子站,PLC现场子站选用可编程序控制器(PLC),PLC为模块化结构,硬件配置较灵活,易于扩展,软件编程方便。并且PLC子站与相应的MCC置于同一地点,节省其间电缆。当中控室监控工作站故障退出运行或通道故障使分控站控制单元和主控级监控工作站通讯中断时,各就地控制单元能独立运行,进行控制和监视,提高运行可靠性。
①1#现场控制站位于污泥浓缩脱水机房内。
负责监控:粗格栅及进水泵房、细格栅及曝气沉砂池、撇水池、污泥浓缩脱水机房。
控制对象为:1#、2#回转式细格栅除污机;无轴螺旋压榨机;桁车;吸砂机;中心传动浓缩机;轴流风机。
②2#现场控制站位于鼓风机房及变配电间内。
负责监控:加药间、鼓风机房和变配电间。
控制对象为:鼓风机;电动蝶阀;轴流风机; 电动调节阀。
③3#现场控制站位出水泵房内。
负责监控:消毒池、清水池、出水泵房。
控制对象为:离心泵;轴流风机;循环泵;补水泵。
④4#现场控制站位于A2/O+MBR池附属建筑内。
监控:A2/O+MBR池。
(2)控制中心
控制中心设置操作员站,运行HMI软件,完成全厂的自动控制。包括若干套互为热备的操作员工作站、打印机、UPS电源等。操作员站热冗余配备,可以分别侧重监测或组态功能,故障时互为备用,具有灵活的运行方式。
操作员站采用全开放式、关系型、面向对象系统结构的控制平台,支持不同计算厂家的硬件在同一网络中运行,并支持实时多任务,多用户的操作系统。
为显示全厂工艺过程全貌,方便管理,在控制中心可设置大屏幕系统,显示全厂工艺流程图、主要参数、设备运行状态及视频画面。
通过大容量的UPS 为控制中心的所有设备提供了高质量的电源。
(3)工业网络
系统采用分层分布式结构网络控制方式。该控制系统共分为主控级(中控室)和现就地控制层(现场控制站)。实现相应控制层设备的监视、操作、控制和网络通讯连接。
控制中心操作员站和各PLC控制之间,通过光纤冗余环型工业以太网联接。网络通讯波特率≥100Mbps,系统自适应恢复时间<300ms,网络介质要求使用可直埋的光缆, 在出现故障时, 可在线增加或删除任意一个节点, 都不会影响到其他设备的运行和通讯。