污水处理厂自动控制系统设计方案

         污水处理厂自动控制系统设计方案：根据宜都市高坝洲污水处理厂自控文件要求，合肥鸿昇自动化是指水电等机电设备的相关信息。需要监控的自控仪表系统内容如下：

　　1、系统设备监控：包括格栅机系统、进水泵自动控制、启闭机监控、推料机监控、提升泵房自动控制及运行优化调整、污泥脱水机房设备监控。

　　2、监控重要设备：格栅机、进水泵、提升泵、推杆、搅拌机。

　　3、水质监测：pH值、水流、液位、水中溶解氧、污泥浑浊度、COD、NH4 UN等。

　　4、系统集成：集中控制显示和系统管理软件。

　　项目范围

　　1。根据宜都污水处理厂建设项目图纸等文件要求，完成自控系统的设计、制造、运输、安装、安装指导、调试、试运行、验收和售后服务，并完成必要的文件和资料。与上述工作相关的所有信息均移交给业主。

　　2。负责系统的进一步设计，确保上述工作完全满足文件要求，同时满足设备正常有效运行的要求。

　　污水处理厂自动控制系统设计方案的工作还包括：

　　1）深化系统设计

　　2）设备和部件的检查、检验和试验

　　3）设计确认

　　4）设备及设备安装部件安装指南

　　5）设备及系统调试

　　6）整改

　　7）与其他分包商的协调

　　8）竣工验收

　　9）保修期及售后服务

　　系统设计

　　1、设计原则

　　工厂计算机自动控制系统采用分布式计算机网络系统配置软件和可靠的通用PLC模块，保证了系统的可靠性、先进性、灵活性和实时性。

　　2、系统实施

　　根据合肥污水处理工程的规模和技术要求，结合合肥鸿昇自动化多年来在污水处理行业和众多污水处理厂的成熟技术和丰富经验，设计并使用HMI+PC系统作为自动化系统。本工程的系统，再与其它外围设备连接，实现污水处理的全过程。整个过程自动化控制系统实现了对现场设备和信号采集传输按预定程序的全方位控制。

　　系统控制逻辑功能

　　本系统的控制方式分为就地控制、集中手动控制和集中自动控制。

　　就地控制：在此控制模式下，各泵控制柜的模式开关处于就地状态，各泵的启停互不相关，启停操作通过点击各泵相应控制柜上的按钮进行。在此模式下，主机只显示状态，不参与控制，相应的控制按钮无效。

　　集中手动控制：在此控制模式下，各泵控制柜的模式开关处于远程状态，各泵的启停互不相关，启停操作通过点击上位机上相应的按钮进行。同时上位机显示各泵的工作状态。

　　集中自动控制：在此控制模式下，各泵控制柜的模式开关处于远程状态，各泵的启停不受人为控制，泵的状态由PLC中设置的程序和参数控制。上位机显示各泵的工作状态。

　　系统自动模式的详细分解（以罐位控制为例）：首先确定系统处于集中自动控制模式。确认六个液位的设定参数符合实际要求。系统根据测量的液位自动运行。操作方式如下：

　　1）最低液位为液位。为了保护水泵（缺水保护），当水位从高水位下降到低水位时，系统自动停止抽水。

　　2）液位2高于液位1，是启动泵的信号。

　　3）3级高于2级。3级从2级上升到3级。系统自动启动第二个泵。

　　4）液位4高于液位3，液位从液位3上升到液位4。系统自动启动第三台泵。

　　5）液位5高于液位4。液位从4上升到5。系统自动启动第四台泵。

　　6）液位6为最高液位，液位从5升至6。系统发出声光报警信号。提醒用户超高液位（警告水位报警）。

　　7）第一、第二、第三和第四个泵与1、2、3、4不对应。系统根据启动次数自动旋转泵。第一、第二、第三和第四个泵对应于1、2、3、4个泵。第二启动泵对应的第一、第二、第三、第四泵分别为2、3、4、1。从第三次启动开始的第一、第二、第三和第四个泵对应于3、4、1、2。对应于第四启动泵的第一、二、三、四泵分别为4、1、2、3。当其中一台泵出现故障时，立即切换到下一台泵，并自动投入运行。

　　8）液位计显示液位是否达到状态。蓝色表示液位未到，红色表示液位已到。液位设定值由每个液位指示灯右侧的数字显示屏显示。

　　9）无论控制方式是什么方式，每台泵的运行时间都是累计的，定时时间如图所示显示在控制柜的右侧。

　　5、电动阀的控制，如果电动阀安装在阀门前面，则每个电动阀与相应的泵联锁，在启动每个泵之前打开阀门。阀门完全打开，然后在设定的时间运行泵，在设定的时间运行后关闭阀门。

　　6、网格的控制。如果系统配备了网格，则网格机器的操作将根据时间进行控制。网格系统每60分钟运行20分钟。

　　7。启闭，由于启闭机处于常开状态，检修时只需停机，故启闭机不需要自动控制，只需手动控制，监控系统只进行状态监测和手动启闭操作。

　　8、压缩机（输送带），如果系统配有压路机、压路机和格栅联动装置，格栅操作压路机操作，格栅停止操作延时设定时间，压路机停止操作。

　　9、厌氧池和氧化沟中的设备根据时间控制进入厌氧池的污泥和水。污泥和水通过潜水搅拌器连续搅拌，氧化1-2小时。污泥和水在潜水推进器的作用下在氧化沟中不断移动和氧化。在自动模式下，系统根据污水处理厂的工作条件和工艺参数，由PLC按照预先编程的程序完成设备的运行。

　　系统选择

　　在整个监控系统的核心——工业可编程控制器（PLC）的选择中，我们发现西门子的S7系列PLC正是我们经过反复比较后所追求的高性价比PLC产品。

　　性能可靠：性能完全满足并超过设计要求；

　　成熟用途：用于给排水、电力、污水处理等行业；

　　性价比高：与其他公司相比，具有品牌和质量优势，价格适中；

　　网络强大：这也是品牌的特点和优势；

　　升级方便：技术上可以随时升级。

　　系统功能

　　控制系统具有保护、控制、测量、信号采集和故障记录等功能。这些保护按常规配置配置。控制系统具有手动、自动控制功能和联锁装置。测量包括电气和非电气测量。信号采集主要是保护装置的动作信号、设备故障信号等接触信号。

　　控制系统采用可编程逻辑控制器（PLC）进行数据采集和系统控制。控制系统应集中监控、管理和自动顺序控制整个系统，实现远程手动或软手动操作。

　　控制方式采用PC操作站作为操作平台。通过上位机显示屏对各泵站进行监控，消除了传统的仪表板和按钮控制。所有运行参数和报警信号应能打印和记录。

　　系统采用自动程序控制和就地操作相结合的方式。图形控制软件可以显示各泵站的工艺过程和测量参数、控制方式、顺序运行状态、控制对象状态，并可以分组显示参数、趋势曲线和条形图。当参数超过报警、控制对象故障或状态变化的限制时，可以用不同的颜色显示。

　　系统中的所有硬件模块均为插件，易于更换。系统中任何模块的故障都不会影响其他模块的运行。系统具有自诊断功能，诊断到输入\/输出模块级。当程控系统出现故障时，能及时给出LED自诊断故障显示和声音报警。

　　在软件方面，操作界面简单明了，仿真效果良好。所有电机都以颜色和动态方式显示其状态。管道有水流作用，液位有升降作用。操作员可以及时查询主设备的状态，并可以手动打印和存储数据。它可以显示事件信息、事件列表，并提供各种查询方式。还可以进行手动放置操作、报警确认操作、在线和历史曲线显示、历史报告显示和打印。

　　详细技术规范

　　1系统要求

　　1.1系统要求

　　（1）可靠性高

　　根据污水处理厂的工作情况，现场控制设备的工作环境相对较差。污水处理厂自动控制方案的设计应能使系统长期稳定可靠地运行，达到免维护或少维护的目的。

　　（2）进步

　　随着科学技术的发展，污水处理厂的自动控制系统不仅要代表当前的科学技术水平，而且要力争在5-10年内保持同步。

　　（3）开放性

　　自动控制系统，完全向用户开放。所有的硬件接口和软件协议都是按照开放标准设计和编译的，为用户将来扩展系统提供了硬件和软件保障。

　　（4）实用性

　　操作简单，易学，界面清晰，实用功能强。在慷慨美观的前提下，用户可以感受到真实的情况，充分发挥汉字的处理和显示功能。

　　（5）标准化

　　在方案设计、设备选型、图纸设计、软件设计、设备安装、系统调试等过程中，严格执行国家有关质量体系。

　　1.2控制方式

　　本系统的控制方式分为就地控制、集中手动控制和集中自动控制（详见“系统逻辑功能”，不作进一步阐述）。

　　2、系统组成

　　2.1现场控制单元

　　现场控制单元采用可编程逻辑控制器，主要完成以下四个主要功能：

　　过程信号采集

　　过程信号输出

　　过程自动控制

　　将采集的数据传输到触摸屏

　　扩展功能和通信接口

　　2.2优先进入

　　系统操作员和用户使用密码访问系统。

　　系统提供对密码系统的分层用户访问，因此低级操作员只能访问基本操作功能，而高级操作员可以根据不同的密码访问不同的系统配置功能。一旦系统操作员提供了正确的密码，他就可以修改自己的密码，并且他的权利不会改变。

　　2.3过程显示

　　工艺画面应根据泵站结构方向进行配置，便于操作人员操作。

　　系统提供多个场景区域图片。命令行用于发出命令。可在流程屏幕上显示的动态值。每个流程屏幕上可以显示多个动态值。

　　模拟值以数字方式显示。例如，应根据图片中的实际情况改变液位。开关量，如泵的运行，用泵图形的变化来表示。

　　系统最迟每秒更新一次过程信息。图片刷新时间不小于1秒。

　　2.4报警信号

　　（1）污水处理厂报警信号可由PLC柜或上位机、马赛克屏发出。

　　（2）报警信号分为声光报警。

　　1。声音报警：安装在PLC柜内的蜂鸣器发出声音，人为消音。

　　2。灯光报警：在操作界面上以醒目的颜色闪烁。

　　（3）报警信号由PLC的开关量输出通过继电器动作驱动。

　　2.5故障\/错误信息和验证

　　一旦操作过程中发生故障，每个区域的显示将闪烁，并显示一组警报。操作员通过引导信息被引导到发生故障的屏幕。操作员可以确认故障。

　　无法取消已确认的故障\/错误，但使用静态显示。只有当故障\/错误被取消\/重置后，屏幕才会恢复正常操作。

　　3主要设备技术参数

　　3.1现场控制单元（PLC）

　　在当今世界，能源问题已成为制约经济快速发展和环境保护的核心因素。康卓科技一直致力于提高客户的绩效和电力领域的日常生活水平。作为能源优化领域的全球领导者，康卓电气集团在能源和基础设施、工业、数据中心和网络、建筑和居住区五大市场提供产品和服务。

　　德国西门子公司生产的可编程控制器在国内也得到了广泛的应用，并在冶金、化工、印刷生产线等领域得到了广泛的应用。西门子PLC产品包括logo、S7-200、S7-300、S7-400、工业网络、人机界面、工业软件等。

　　西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通讯能力，功能更强，可靠性更高。S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200）、小型PLC性能要求（如S7-300）、中高性能PLC要求（如S7-400）。

　　S7-300是SIMATIC控制器中销售最广泛的产品。它已成功地应用于各种自动化领域。S7-300的重点是为制造工程中的系统解决方案提供一个通用的自动化平台。也就是说，S7-300是集中或分布式架构的优化解决方案。持续的创新和改革使广泛使用的自动化平台S7-300得以继续得到重视。

　　Simatic S7-300支持并帮助用户启动和维护编程

　　高速指令处理：指令处理时间为0.6~0.1us，在中、低性能要求范围内开辟了一个新的应用领域。

　　浮点运算：使用该函数，可以有效地实现更复杂的运算。

　　用户友好的参数分配：具有标准用户界面的软件工具将参数分配给所有模块，从而节省了介绍和培训的成本。

　　人机界面（HMI）：方便的人机界面服务已集成到S7-300操作系统中。因此，大大降低了人机对话的编程要求。Simatic人机界面（HMI）需要来自S7-300的数据，该数据以用户指定的刷新速度传输。S7-300操作系统自动处理数据传输。

　　诊断功能：CPU智能诊断系统连续监测系统功能是否正常，记录错误和特殊系统事件

　　（例如超时、模块更换等）。

　　密码保护：多级密码保护，使用户能够高度有效地保护自己的技术秘密，防止未经授权的复制和修改。

　　操作模式选择开关：操作模式选择开关可以像钥匙一样拔出，拔出钥匙时，不能改变操作模式。

　　Simatic S7-300具有许多不同的通信接口：

　　各种通信处理器用于连接AS-I接口、现场总线和工业以太网总线系统。

　　用于连接点对点通信系统的通信处理器

　　多点接口（MPI）集成在CPU中，用于同时连接程序员、PC机、人机接口系统和其它Simatic7 \\\/m7 \\\/c7自动化控制系统。这是一个经济有效的解决方案，步骤7的用户友好界面提供了通信配置功能，使得配置非常简单。

　　4、橱柜

　　4.1概述

　　各柜外形统一，各柜留有20%的长期扩展空间，增加元器件，柜体结构及所有内部连接符合IEC标准的具体要求。所有机柜均已完全组装，所有电气工作均符合电气规范的应用要求。所有的柜和手术台都放在室内。

　　4.2温度控制

　　为了保持柜内温度低于各部件的最高允许温度，提供强制通风。离开通风口，安装强制通风风扇。

　　4.3柜结构

　　它由2毫米厚的钢板制成。前门打开，内部电气安装在安装板上。安装底座便于安装。

　　4.4柜体表面处理

　　外表面涂电脑色，橙色防皱烤漆，内安装板及支架均镀锌。

　　4.5铭牌

　　柜体标识清晰，柜体各部件标识清晰。

　　4.6柜内电路：

　　1、电源线和控制线为铜线，面积不小于1.0平方毫米。

　　2、槽的填充度不应超过60%。

　　3、提供带接地线的220伏交流电源插座，每台设备需要220伏交流电源，提供带接地线的连接器连接，盘内无外露端子相互接触。

　　4、端子板：

　　提供足够的终端以满足电流和20%的裕度，磁盘上的备件连接到终端板。

　　提供螺栓紧固：耐压要求不低于500V。

　　在终端板的底部有一个标签，标签条贯穿整个终端板。每个终端在标签栏上用不同的数字标记。号码已打印。

　　根据所需的线路尺寸和类型选择终端板。终端板上有清晰的标记，可用系统上有打印的标记号。

　　现场连接的接线板将用作现场柜的一部分。

　　5、为了安全起见，每个电路都有断路器或保险丝保护；220伏交流电路配有断路器，能够承受250伏和2500安的短路容量，并带有霓虹灯指示；24伏直流电路是一个响应迅速的玻璃管保险丝，4-20米的ADC电路为1A，单个仪表电源为3A。