污水處理廠PCS控制系統(tǒng)

      石家莊橋東污水處理廠是一座日處理能力達(dá)到50萬(wàn)立方米的大型污水處理廠。主控制系統(tǒng)采用奧地利RESCHREITER公司開(kāi)發(fā)的WinCC PCSR可視化監(jiān)控系統(tǒng)（基于SCADA），這套系統(tǒng)是專為控制污水處理廠和凈水廠而設(shè)計(jì)的。程序設(shè)計(jì)基于宏，通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的功能與PLC 系統(tǒng)SimaticWinCC?直接通訊。所有配置與設(shè)置都保存在監(jiān)控計(jì)算機(jī)的微軟數(shù)據(jù)庫(kù)中。

       橋東污水廠分為污水處理和污泥處理兩個(gè)部分，污水處理采用AAO處理工藝,污泥處理采用了中溫厭氧消化工藝，用到很多先進(jìn)的技術(shù)工藝，有些技術(shù)在國(guó)內(nèi)還是首次應(yīng)用。全廠工藝流程如圖所示。該廠最大的設(shè)計(jì)亮點(diǎn)就是能源的全面利用，污泥在消化池產(chǎn)生的沼氣用來(lái)驅(qū)動(dòng)沼氣鼓風(fēng)機(jī)和沼氣發(fā)電機(jī)，沼氣鼓風(fēng)機(jī)和電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)一起為好氧池提供空氣，沼氣發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能回饋到電網(wǎng)來(lái)滿足本廠的部分電能需求，同時(shí)沼氣鼓風(fēng)機(jī)和沼氣發(fā)電機(jī)的熱能也得到充分利用，通過(guò)換熱器交換熱能為消化池加熱，保持厭氧中溫消化工藝所需的溫度。為了避免沼氣鼓風(fēng)機(jī)和沼氣發(fā)電機(jī)的維護(hù)期間所提供的熱能不足，還加設(shè)了兩臺(tái)沼氣鍋爐來(lái)保持足夠的熱能供應(yīng)。

      工程控制系統(tǒng)由中央控制室的上位計(jì)算機(jī)的監(jiān)控管理控制系統(tǒng)和廠區(qū)的4個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站、1個(gè)主控室模擬顯示屏站組成PCS系統(tǒng)，-中央控制室和5個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站之間以一個(gè)冗余的100Mbps光纖工業(yè)以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)組成一個(gè)有線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)控制站采集大量的儀表數(shù)據(jù)和設(shè)備工況狀態(tài)傳送到上位機(jī)上，操作人員在主控室通過(guò)上位機(jī)就可以了解到現(xiàn)場(chǎng)每一臺(tái)設(shè)備的工況和儀表的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并根據(jù)工藝要求進(jìn)行設(shè)備的調(diào)整。

現(xiàn)場(chǎng)控制站全部采用西門子S7-400系列PLC和CP443-1組成，CPU414完成本站程序命令的執(zhí)行，CP443-1執(zhí)行CPU和上位機(jī)的以太網(wǎng)通訊。全廠共分為5個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站，分別是：

1 PLC 0  MIMIC DIAGRAM 主控室模擬屏的控制單元，S7CPU414-3DP，DI 64∕DO 16

2 PLC 1 INLET STATION  進(jìn)水控制站 ，CPU414-3DP， DI 128∕

 DO 32：進(jìn)水泵，粗格柵，細(xì)格柵，初沉池。

3 PLC 2  BLOWER STATION 鼓風(fēng)機(jī)站 CPU414-3DP  DI 64∕DO32 ∕ AI 16 ：厭氧池，好氧池。二沉池，鼓風(fēng)機(jī)，沼氣發(fā)電機(jī)，沼氣鍋爐，沼氣干燥裝置。

4 PLC 3 SLUDGE CONTROL ROOM污泥控制室 CPU414-3DP DI 128∕DO 32∕ AI 16：濃縮機(jī)房，消化池，脫水機(jī)房，預(yù)濃縮池，后濃縮池，濕式脫硫裝置，火炬，沼氣柜和除臭氣系統(tǒng)

5 PLC 4 TRANSFORMER STATION 變壓器控制站 CPU414-2DP DI 32∕ DO 32

      每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站和遠(yuǎn)程從站及設(shè)備自帶PLC 的通訊，采用最大速率可達(dá)12MB∕秒的PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線,使信號(hào)傳送的速度和可靠性都有了極大的提高?，F(xiàn)場(chǎng)儀表的大量流量，溫度，壓力，PH值，液位，泥位，濃度等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采用了現(xiàn)場(chǎng)總線的DP∕PA方式傳送，只用一條雙絞線實(shí)現(xiàn)了大量的信號(hào)傳送，節(jié)約了大量的電纜。由于設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)控制站的距離很遠(yuǎn)，都在幾十米以上，應(yīng)用了現(xiàn)場(chǎng)總線支持的遠(yuǎn)程I∕O模塊，來(lái)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備工況狀態(tài)。共計(jì)應(yīng)用了圖爾克的BL系列現(xiàn)場(chǎng)總線模塊20塊，西門子的遠(yuǎn)程I∕O模塊 8塊。各種儀表320余臺(tái)，閥門86臺(tái)，泵51臺(tái)。

      在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中，污泥處理設(shè)備由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，種類多，控制難度大，成為機(jī)械、電氣維護(hù)的重中之重。尤其濾帶式濃縮機(jī)和離心式脫水機(jī)更是重點(diǎn)維保對(duì)象，消化池的各種儀表和閥門的工作狀況直接影響到厭氧消化工藝的運(yùn)行，關(guān)系到沼氣的產(chǎn)量，也不能予以忽視。最為重要的是沼氣有易燃易爆性，沼氣柜，沼氣脫硫系統(tǒng)，沼氣鍋爐，沼氣鼓風(fēng)機(jī)，沼氣發(fā)電機(jī)，沼氣火炬等本質(zhì)安全型設(shè)備安全無(wú)故障的自動(dòng)運(yùn)行應(yīng)首先得到確保。（信息來(lái)源：中國(guó)工控網(wǎng)）