喀什污水處理自控系統的設計原則

　　一個好的自動化控制系統，需要從系統的先進性、開放性、安全性、擴展性、穩定性和易用性等幾個方面來考慮，一是采用最新的計算機技術，選用符合國際標準和國家標準的先進的硬件產品、通用和成熟（功能完善）的軟件產品。二是采用分布式系統結構，將系統的任務分布到監控系統各網絡節點上，使風險分散，以保證系統的高可靠性，不會因為單個節點計算機的故障引起整個系統的癱瘓。同時，由于任務的分散執行，使得系統的響應速度和處理復雜問題的能力大大增強。

    根據自來水公司對污水處理廠的運行管理要求，結合污水廠的實際情況，自控系統的設計原則如下：

    ① 現場控制分站實現無人值守；

　?、?監控系統設計采用開放的分布式控制系統，立足于系統的可靠性、先進性和適用性，做到全廠運行管理的集中監視調度和分散控制；

　　③ 自動化控制設備選型遵循可靠性高、使用方便、安裝及維護簡單和價格合理的原則，選擇其行業中的主流產品，并在設計上預留擴充空間；

　　④ 監控系統采用帶自愈功能的100Mbps光纖工業以太環網，自動化監控系統與視頻監控系統合用同一網，即數據視頻語音三網合一；

　　⑤ 所選軟件為模塊化結構化軟件，便于用戶程序的編輯、調試、修改和更新；

　　⑥ 控制方式為中央控制、車間控制和設備現場控制的三級控方式，采用自動與手動控制相結合，就地控制級優先。

五、喀什污水處理自控系統的主要功能

5.1.自控系統實現的主要功能

（1）采集污水廠各個監控子站的實時生產數據，生成實時數據庫，建立整個污水廠的數據服務器。

（2）對系統采集的實時數據進行分析計算，提供分析計算結果。

（3）對采集的實時數據進行分析，根據工藝要求產生報警信息。

（4）讀取歷史數據庫的數據，對歷史數據進行直觀顯示，為用戶提供歷史數據的訪問界面。操作員可通過該界面瀏覽查詢歷史數據庫的數據和數據的分析結果，了解系統的歷史運行情況，并能根據用戶需要動態繪制和打印各種比較曲線、趨勢曲線等。趨勢圖上可以改變時間范圍、顯示參數等。

（5）綜合處理實時數據和歷史數據，根據需要生成生產數據日報表和月報表、故障統計報表、操作統計報表等。

（6）建立監控系統雙備份，提供系統冗余功能，保證系統不間斷監控。

（7）實行系統的多級密碼保護，確保系統和數據的安全。對監控系統操作員權限進行管理設置，根據不同的權限賦予不同的監控功能。

（8）提供完善的圖形化監控畫面，通過這些直觀的畫面對各個車間進行監控。

5.2.喀什污水處理自控系統提供的監控顯示畫面

中控室上位系統提供的監控顯示畫面共分九種,畫面總數則視乎污水廠的處理工藝和規模即工藝設備的多少而定,一個污水廠的監控畫面總數少則幾十幅，多則上百幅。各種監控顯示畫面的特征和功能如下述:

(1)全廠概貌圖總顯示畫面

　 ◇顯示各車間監控子站在地理上的相對關系；

　 ◇顯示各車間監控子站的通信狀態以及主要的生產及工藝參數；

　 ◇點擊各個車間站的示意圖符，可調出各車間子站的主要監控畫面。

(2)全廠工藝流程總顯示畫面

　 ◇圖形化顯示全廠的工藝流程；

　 ◇顯示各個工藝流程的主要生產參數、工藝參數以及生產狀態；

　 ◇點擊各個工藝圖符可調出相應工藝的監控畫面。

(3)監控系統主畫面顯示

   ◇該畫面把操作員級的所有工作都放在一起，每一部分除有文字標注之外，還把各部分的內容通過圖標的方式顯示出來，這樣只需輕輕一點，就可以隨時準備開始做任一工作，主要的目的是把系統的功能一目了然放在一個視野中。該畫面可以根據操作人員的分工和權限進行個性化的調整。

(4)全廠信號匯總畫面

   ◇以表格的形式顯示全廠所有監控子站的主要的生產數據，方便操作人員縱覽全廠的生產情況；

　 ◇表格中以不同的顏色區分不同的狀態值；

　 ◇表格中提供進入相應監控數據子畫面的鏈接。

(5)報警一覽畫面

   ◇動態顯示系統中各個監控子站的所有報警的產生情況，包括報警的時間，報警確認的時間，報警消失的時間，報警的優先級別等；

   ◇以不同的顏色區分不同的報警，通過右鍵點擊相應的報警，可以進入該報警的監控子畫面；

　 ◇統計系統總的報警數目以及總的的未確認報警數目。

(6)生產曲線畫面

   ◇該畫面提供與歷史數據庫的顯示接口，用戶可在該畫面中選擇需要查看的曲線的內容，選擇需要查看的時間段，動態選擇需要查看的生產數據；

   ◇該畫面的時間軸和數據軸可以動態改變，可以改變查看曲線的顏色和時間范圍等，并可以將需要的曲線直接打印輸出；

   ◇通過該畫面，用戶可以查看到幾年前的生產曲線，系統保存在歷史數據庫中的數據將通過曲線的方式提供給用戶；

　 ◇系統預計將在該畫面中提供700多條曲線的顯示功能。

(7)系統菜單畫面

   ◇提供系統的管理功能，主要包括安全權限管理、報警管理、SCADA配置管理以及實時數據庫管理等功能。

(8)設備或設施詳細監控畫面

   ◇通過改變顏色、位移、填充比例以及隱化、閃爍、動態數值顯示等方法來實現泵、閥等各種設備及儀表的動態運行效果，動態反映過程的狀態；

   ◇顯示該工段主要指標和控制回路的控制參數，并可根據生產要求修改控制回路的設定值。

5.3.喀什污水處理自控系統主要技術性能指標

　　平均無故障間隔時間MTBF＞20,000小時

　　可用率  A≥99.8％

　　系統綜合誤差：σ≤1.0%

　　數據正確率I＞98％

　　時間參數：

　　主機的聯機啟動時間 t≤2分

　　報警響應時間t≤3秒

　　查詢相應時間t≤5秒

　　實時數據更新時間t≤3秒

　　控制指令的響應時間t≤3秒

計算機畫面的切換時間t≤0.5秒

• 喀什污水處理自控系統結構及站點設置

隨著科技的進步和國民經濟的發展，對污水處理廠的運行管理提出了越來越高的要求?，F在的污水處理廠自動控制系統，不但要對各工藝設備、設施和儀表進行可靠的監測和控制，而且要對污水處理的全流程進行高效管理，以確保排放達到更高的水質標準和節能降耗的目標。

為了實現上述目標，設計的自控系統為一個開放的分布式控制系統，在污水廠綜合辦公樓中控室設中心站，在各工藝車間設置現場控制分站。每個現場控制分站由PLC系統、HMI人機界面、工業以太網交換機、不間斷電源（UPS）及防雷電保護裝置組成。

污水處理廠自控系統由中控室中心站、六個現場控制分站組成。六個現場站分別為PLC1控制分站（設在二期總變配電室）、PLC2控制分站（設在排水池）、PLC3控制分站（設在脫水機房）、PLC4控制分站（設在鼓風機房）、PLC5控制分站（設在加藥加氯間）、PLC6控制分站（設在濾池公共設備間）。其中PLC6控制分站還包含七個控制子站PLC6.1—PLC6.7，每個子站監控兩個濾池格（即PLC6.1監控1#和2#、PLC6.2監控3#和4#、……PLC6.6監控11#和12#、PLC6.7監控13#和14#），另外還有一個紫外線消毒系統監控子站PLC6.8。

PLC1控制分站實現對粗格柵間、進水泵房和主配電間的設備和設施進行監測和控制，PLC柜安裝在主配電間值班室，設兩個1000×600×2000的標準PLC柜；PLC2控制分站實現對細格柵及沉砂池、排水池及泵房、MCC2配電室的設備和設施進行監測和控制，PLC柜安裝在MCC2配電值班室，設兩個1000×600×2000的標準PLC柜；PLC3控制分站實現對生物池及污泥脫水間的設備及設施進行監測和控制，PLC柜安裝在脫水車間值班室，設兩個1000×600×2000的標準PLC柜；PLC4控制分站實現對鼓風機房及配電間的設備設施進行監測和控制，PLC柜安裝在配電間MCC4值班室，設2個1000×600×2000的標準PLC柜；PLC5控制分站實現二沉池及配水井、加氯加藥間的設備設施進行監測和控制，PLC柜安裝在加藥間值班室，設2個1000×600×2000的標準PLC柜；PLC6控制分站實現對提升泵房、濾池反沖洗泵房設備間的設備設施進行監測和控制，PLC柜安裝在濾池反沖泵房值班室，設1個1000×600×2000的標準PLC柜。7個濾格控制子站PLC6.1—PLC6.7實施對14個濾池格的設備及儀表的監測和控制，7個就地控制柜安裝于濾格管廊上方；紫外線消毒系統控制子站PLC6.8實施對紫外線消毒系統設備進行監測和控制。