1、污水處理廠自動化監控系統技術方案1系統概述隨著科技水平的不斷發展和提高，采用計算機系統對生產的管理越來越深入到各行各業的企業之中。因此，采用計算機為核心建立一個對污水廠進行全面管理的自動化控制系統，不但切實可行，而且能夠全面提高企業的管理水平和生產效率，從而增加企業的生產效益。此污水處理廠工程監控系統包括了對廠區內部整個污水處理工藝流程的監測和控制。在整個生產廠區內，包括了粗格柵間、污水提升泵房、細格柵間、鐘氏沉砂池、生化池、沉淀池、回流及剩余污泥泵房、貯泥池、污泥濃縮脫水間、出水流量計井、紫外消毒渠以及總變配電室等，通過本監控系統能夠對這些過程進行全面監測和控制；同時，通過本監控系統，使得這

2、些控制既能夠通過監控中心進行，還能夠采用閉環控制方式進行。對于污水廠計算機監控系統，適用于采用一個二級管理的計算機監控系統，其上級系統位于中控室，用于對全廠的所有站點設備進行監控；下級系統位于各個PLC站點，通過PLC實現；上下級通過數據通信網絡進行數據交換；上下級均可通過網絡對系統內的設備進行監測和控制；下級系統只能對本地站點設備進行監控，而上級系統可以對所有站點設備進行監制。從系統功能方面看，本污水廠計算機監控系統由三層構成：管理計算機子系統、監控計算機子系統、現場控制站。管理計算機子系統、監控計算機子系統屬于上級系統，通過以太網相連，監控計算機子系統、現場控制站通過工業以太網進行數據交換

3、，而現場控制站屬于下級系統。此污水處理廠工程的監控系統由PLC、計算機控制管理系統組成的上端系統和儀表檢測系統兩部分組成，其中上端系統中的管理計算機子系統由數據服務器、生產管理及辦公計算機、網絡交換機、打印機等組成；監控計算機子系統由兩臺中央監控計算機、投影儀系統、打印機、工業網絡交換機組成。在污水處理廠綜合辦公區內設置中央控制室（中控室），集中監視、控制、管理整個污水處理廠的全部生產過程和工藝過程，實現對生產過程中的自動控制、報警、自動保護、自動操作、自動調節以及各工藝流程中的重要參數進行在線實時監控，對全廠工藝設備的工況進行實時監視。中控室管理計算機子系統采用B/S（瀏覽器/服務器）結構形

4、式的計算機網絡，以一臺數據及網絡服務器為核心，構成100M交換式局域網絡；監控計算機子系統采用C/S（客戶機/服務器）結構，監控工作站冗余配置，以提高數據安全性。中央控制室監控計算機子系統和廠內的各單體PLC控制系統采用光纖環網連接，網絡形式為工業以太網，傳輸速率為100M在中控室配置1臺數據服務器，網絡打印機以及辦公計算機，組成管理計算機子系統。管理計算機子系統為全廠的生產經營、管理決策、生產調度、日常辦公搭建數字信息傳輸平臺，連接監控計算機子系統和辦公管理終端，提供全廠內部的信息管理結構。管理網絡的建設完成基礎硬件平臺、基礎軟件、生產過程自動化控制子系統的數據庫及通過WEBT問生產過程自動

5、化控制子系統等工作。根據應用需求，管理計算機子系統包括生產經營輔助決策子系統、生產調度管理指揮子系統、設備管理子系統以及綜合辦公管理子系統。在中控室配置2臺監控工作站，雙機熱備。正常情況下，一臺用于工藝監控，另一臺作為備用，隨時可以代替故障設備。2臺操作站的硬件和軟件的配置完全相同，功能和監控的對象可以互換。同時，配置2臺打印機以及投影儀，組成一個完整的監控計算機子系統。同時，根據系統規劃以及以后的需要，在對中央控制系統軟硬設計時，將預留遠期工程需要增加的12個單體控制系統的接口。中央系統預留以太網網絡接口以便和辦公自動化系統連接，實現工程內部的數據共享和生產、管理一體化。3計算機監控系統總體

6、配置3.1自動化系統整體結構自動化系統整體結構如下圖所示:整個系統由三層構成：管理計算機子系統、監控計算機子系統、現場控制站。管理計算機子系統管理計算機子系統由數據服務器、生產管理及辦公計算機、網絡交換機、打印機等組成。管理計算機子系統、監控計算機子系統通過以太網相連。監控計算機子系統監控計算機子系統由兩臺中央監控計算機、投影儀系統、打印機、工業網絡交換機組成。監控計算機子系統、現場控制站通過工業以太網環網進行數據交換?，F場控制站根據工藝特點和構筑物平面布置，共設三個現場控制站、一個變配電系統管理終端。中央監控計算機、現場PLC控制站、配電系統管理終端通過工業網絡交換機，構成了工業以太光纖環網

7、?，F場PLC控制站與現場儀表通過屏蔽電纜連接。另外，系統包括一個閉視頻路監視系統，為一個獨立的系統。監視中心也配置在中控室（祥見閉視監視系統章節）。3.2管理計算機子系統配置管理計算機子系統為全廠的生產經營、管理決策、生產調度、日常辦公搭建數字信息傳輸平臺，連接監控計算機子系統和辦公管理終端，提供全廠內部的信息管理結構。管理網絡的建設完成基礎硬件平臺、基礎軟件、生產過程自動化控制子系統的數據庫及通過WE昉問生產過程自動化控制子系統等工作。管理計算機子系統組成如下圖：管理計算機子系統生產經營生產調度輔助決策管理指揮設備管理綜:流公涮1隰按照管理系統的功能劃分為：生產經營輔助決策子系統、生產調度管

8、理指揮子系統、設備管理子系統、綜合辦公管理子系統。a）生產經營輔助決策子系統能為決策層提供必要的經過綜合的生產經營信息，進行必要的分析處理，提供輔助決策支持。b）生產調度管理指揮子系統有多種數據監測措施，既能以表格的方式顯示實時數據，又能以圖形方式顯示實時數據。有數據報警功能，包括報警提示音等多種形式?？砂l出特調指令。c）設備管理子系統以設備的使用、保養、維修的管理為核心，將設備技術資料，日常設備管理活動，進行有效地分門別類記錄、反映、統計、分析。d）綜合辦公管理子系統系統從通用、靈活、標準的設計思想出發，應用先進的文檔數據庫處理技術，為各級辦公人員、領導干部提供了集成的工作環境。系統具有豐富

9、實用的功能、友好的操作界面以及靈活的可擴展性，可以方便地處理各種文檔數據、圖形、聲音、影像信息，并且安全可靠。主要包括一般的MIS（管理信息系統）的功能，是辦公自動化的重要組成部分，它涉及到人、財、物等各個方面。管理計算機子系統配置結構設備配置及結構如下圖:以太網,監控計算機3.3監控計算機子系統、現場控制站配置監控計算機子系統、現場控制站配置結構設備配置及結構如下圖:管理計算機子系統qqdacz?lz以人網交攜fl.J內艇"統管理終罐工業以太網光交換機光交換機工業光纖環闋UPLCUPS預處理控制站aggpooBig4#業以太網咒交換機泥處理控制站OaODUQQGDD2#業以太網咒交

10、抿機灑LCLIRS%化池掉似站骸即PLC變配電系統管理終端包括：廠內變配電系統管理終端，本系統1#PLC或中心監控計算機通過該管理終端采集廠內變配電系的各種實時信息?，F場控制站包括：預處理控制站（1#PLC）、生化池控制站（2#PLC）、泥處理控制站（3#PLQ其中，預處理控制站（1#PLC）和廠內變配電系統管理終端通過2#工業交換機進行數據通訊。生化池控制站（2#PLC）通過3#工業網絡交換機連接到光纖工業以太環網。泥處理控制站（3#PLC,本PLC由其它廠家供貨并建立一套獨立的控制系統）通過4#工業網絡交換機連接到光纖工業以太環網。中央監控計算機通過1#工業網絡交換機連接到光纖工業以太環網

11、，與現場控制站進行數據交換。4系統的控制方式1.控制方式系統包括了以下幾種控制方式：現場手動方式、就地檢修維護方式、遙控方式、自動方式。1）現場手動模式：當設備的現場控制箱或MCC空制柜上的“就地/遠程”開關選擇“就地”方式時，可以通過現場控制箱或MCC空制柜上的按鈕實現對設備的啟/停、開/關操作；2）就地檢修維護方式：當現場控制箱或MCC空制柜上的“就地/遠程”開關選擇“遠程”方式時，設備控制權在LCS（Localcontrolstation）控制站。操作人員可以通過LCS控制站的操作面板上選擇“手動”方式，利用監控畫面或鍵盤對設備進行檢修操作；3）遙控模式：即遠程手動控制方式。當現場控制箱

12、或MCC空制柜上的“就地/遠程”開關選擇“遠程”方式時，操作人員可以通過操作面板或中控系統操作站的監控畫面用鼠標器或鍵盤選擇“遙控”方式并對設備進行啟/停、開/關操作；/遙控”設4）自動模式：當現場控制箱或MCC空制柜上的“就地/遠程”開關選擇“遠程”方式，且現場控制站的“自動定為“自動”方式時，設備的運行完全由各PLC/RTU根據污水處理廠的工況及生產要求來完成對設備的運行或開/關控制，而不需要人工干預?？刂品绞降膬炏燃壵麄€控制系統中的現場手動控制方式優先級別最高，在此基礎上，設置遠程遙控和自動控制。1）控制級別由高到低為：現場手動控制、就地檢修控制、遙控控制、自動控制；2）手動干預是操作人員的專有權利，因為過程連鎖在此模式下