怀柔污水处理厂自动化控制系统改造方案(北京金控)

1、精品资料推荐北京市怀柔污水处理厂自动控制系统改造方案一、概述怀柔区污水处理厂一、二期共计日处理量5万吨，再生水处理量5万吨，污水处理工艺采用 A/A/O工艺，再生水处理采用某公司的 MBR膜工艺，整体工艺运行良好。由于历史原因，污水处理自控系 统与再生水处理自控系统独立运行，互不影响，但系统结构不完善， 数据采集不全面，给用户的使用带来一些不便，本次系统改造即是针 对系统中存在的问题进行改造。二、实际情况分析1、污水处理系统1.1简介污水处理自控系统（以下称“污水系统”）由某公司负责集成，主要采用施耐德品牌的设备，PLC采用Primium系列，共7个PLC 分站，通讯方式采用总线通讯，上位软件

2、采用 AB公司的RSView组 态软件，1/0点数约2000点，原系统结构图如下：i精品资料推荐1.2 系统存在的问题（1）通讯方式落后由于污水系统建立较早， 采用了较早的 CANopen 总线通讯方式。 该方式相比于施耐德公司 MODBUS TCP/IP 以太网方式具有通讯速 度慢、可靠性低、拓扑结构落后等缺点。特别需要注意的是，作为总 线通讯的主干线路， 如果发生断路， 则该断点之后的总线通路上的所 有数据将无法与主站进行通讯， 主站将无法对这部分子站中的设备进 行监测和控制，直接影响到正常生产。（ 2）PLC 与上位软件不配套PLC 采用了法国施耐德公司的产品， 上位软件采用了美国罗克韦

3、 尔公司的产品， 就使得他们的通讯不能采用任何一方的特有方式， 不 利于两种产品之间的稳定通讯，不利于日后的扩展。2、再生水系统2.1 简介再生水 MBR 处理自控系统（以下称“ MBR 系统”）由某公司负 责集成，主要采用西门子品牌的设备， PLC 采用 S7-300 系列，共 3 个 PLC 分站，采用 TCP/IP 光纤以太网通讯方式， 上位软件采用 Wincc 组态软件， I/O 点数约 1000 点，原系统结构图如下：1*中拎室担制站時中控室控剧站中水控室挫剌站PL心站PLC2站PLC4站PLC6站PL3站PLC6站卩LC3站卩LC61站2.2系统存在的问题（1）数据采集不完善MBR

4、系统没有将现场的所有设备信号采集到上位监控系统中， 因此，对一些重要设备的监控不及时、不准确，数据不完善，并且不 能实现远程控制，操作不方便，给运营管理人员造成工作上的不便。（2）网络拓扑结构不合理MBR系统采用了光纤以太网方式进行通讯，网络拓扑结构采用 了星型连接，虽然问题没有污水系统的严重，但是，如果中控室与现 场通讯的主光纤断路的话，中心控制室就无法与现场 PLC进行通讯, 无法对现场设备进行监测和控制。作为该污水处理厂的整个自控系统来说，可以总结成以下两点：（1）自控设备先进，工艺运行良好；（2）自控系统没有合理组合， 品牌太多，造成系统不兼容，扩展性差，使用不方便。由于污水和MBR的

5、自控系统采用了法国施耐德、德国西门子、 美国罗克韦尔三个不同品牌的 PLC和组态软件，并且互不兼容，通讯方式不同，因此，两套系统不可能在现有平台基础上进行合并或整 合，只能分开使用，使用上不方便，也为将来污水处理厂的扩建升级 留下了隐患，也成为本次改造工作的重点。三、改造方案随着技术的创新和不断发展，污水处理厂的自控系统发挥了越来 越重要的作用，管控一体化技术不断在污水处理厂实现和发展。光纤 以太环网技术已经成为主流，具有速度快，扩展性好，兼容性好等优 点，下图为目前较为典型的某厂自控系统结构图。 虽然目前该污水处 理厂还达不到此案例中的先进程度，但可以据此结构确定未来改造或 扩建方向。现代污

6、水处理厂典型0控系统架构方案圖由獻internet“EB服务取 II创為4控脏木李间分站PLC1PL C3PLC5plcsptceIUlH中心分詁I舗化彌分抄蛊瓯国分站FI4进术架眉分砧控tew 能P系rixT1、改造原则根据自控技术的发展趋势和该污水处理厂自控系统的现状，我们确定以下改造原则:(1) 坚持主干，丰富枝叶(2) 统一平台，易于扩展(3) 立足现实，完善创新2、改造方案根据该污水处理厂的实际情况和我们在自控领域的专业经验，我们认为，解决目前的问题仍然需要依靠现有底层PLC系统，对底层PLC及其通讯方式不进行大的改造，以保持现有设备的良好运行，待日后合适的机会可以再次进行改造。系统

7、结果图如下:I障捽i亠算班CD- DDP*PLG2卩LC1PLC3簣殍交换机磴制越J |喇空制站 中水控常啦PLC1PLC2PLC4PLC9PLGFPLC6PLC3PL061在具体实施方面，我们提出，分三步对该污水处理厂自控系统进 行改造。(1)第一步基础改造/基础改造主要解决现场PLC数据采集准确性和全面性问题，按点检查，重新编制程序，画出准确竣工图，具体包括： 对照图纸，检查MBR系统的PLC点是否连接，是否与图纸一 致，不一致的情况下进行修正，在原竣工图上进行准确标记。 将 MBR 系统 PLC 系统中包括故障、运行、自动和仪表信号在 内的所有信号采集到中控室监控计算机， 对不完善的数据

8、点重新编制 PLC 程序和上位软件程序， 实现报警信号报表、 实时数据、 历史数据 报表和数据存储； 改变原系统网络采用的星型拓扑结构，增加两条光纤，使其成 为光纤环网，以增加该系统的可靠性。 在中控室监控计算机实现 MBR 系统中的设备启动 /停止等远程 控制； 检查污水系统的 PLC 点的连接情况，与原竣工图进行核对，对 不一致的地方在原图上进行准确标记；工作流程：经过基础改造，使 MBR系统和污水系统的图纸描述准确，资料齐全，以便于未来进行扩建和检修等，同时，核对 MBR系统中的数 据点，对 PLC 编制控制程序，在上位监控软件中实现远程控制。（2）第二步整合改造从业主单位的长远利益考虑

9、， 注重于系统的整合改造， 使改造后 的系统具有完整性，并且兼容性良好，便于以后扩建工程的扩展。主 要增加至少一台高性能工控机和一台数据服务器， 增加一套第三方监 控软件 KingTrol SCADA ，在此基础上对上位监控系统重新设计、集 成。改造后的系统具有以下功能和特点： 污水与 MBR 系统合并，在同一台监控主机上对所有 PLC 分站 进行监控； 所有设备可实现中控室远程控制，便于全过程控制和流程优化； 故障报警信号具有全面、良好、完整的显示和记录； 仪表信号实时数据和历史数据存储和查询，采用数据库存储。工作流程：经过整合改造，污水系统和 MBR 系统在统一的监控平台进行监测、控制和管

10、理，数据采集全面、存储完善、查询方便、操作简单。（3）第三步信息化建设 根据目前国际国内污水处理厂建设的发展趋势和业主单位的管 理需要，以完善的自控系统为基础，进行污水处理厂信息化建设，实 现管控一体化成为本次工作的又一个重点。根据与业主单位的沟通， 主要实现以下功能： 电能管理。将配电中心的电力数据与现有系统进行通讯和存储，以车间为单位，可对每个车间以日或月为查询统计条件，分别进 行电能监测和成本核算， 为管理者的优化调度管理及绩效考核提供参 考。 成本分析。 对全厂的电费和药剂费进行统计和分析， 形成全厂 的运营管理成本分析系统， 并且与水量结合分析， 对单位污水处理成 本进行监控和管理，

11、为管理者调度、全过程优化运行、节能降耗提供 参考，切实降低企业运营成本。 数据仓库。 为便于长时间、大容量存储运行数据，必须建立全 厂的实时数据仓库，采用企业版SQLSever实时数据库软件和IBM服 务器相结合的方式。通过建立数据仓库，对报表进行全面改进，改变 以往表格形式的报表，全部采用趋势图、柱状图、饼图等直观的、便 于分析的方式进行汇总，方便管理者进行查阅。 WEB访问与管理、网站建设。为提高污水处理厂的管理效率， 提高信息化水平，为管理系统建立一个网站，设置 WEB 远程访问与 管理的功能， 便于管理者进行远程管理， 随时随地掌握污水厂的运行 情况。同时，不同车间单位（例如化验室）可随时通过站点将管理数 据统一到