由于本項(xiàng)目的污水處理規(guī)模均屬中小型，對用戶而言，自動化控制系統(tǒng)的性價比成為了用戶最為關(guān)心的關(guān)鍵要素之一。實(shí)踐證明，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，PLC采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確快速，能有效保證重要設(shè)備運(yùn)行安全。截止目前，太平污水處理廠在西門子全集成自動化解決方案的全程管控下，出廠水水質(zhì)已達(dá)到我國《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)規(guī)定的一級B排放標(biāo)準(zhǔn)。最大限度上保護(hù)了用戶投資，是既因地制宜、又經(jīng)濟(jì)實(shí)用的理想選擇。
實(shí)施方案
以廣東省清遠(yuǎn)市清新縣太平污水處理廠位于清新縣太平鎮(zhèn)工業(yè)園為例，一期設(shè)計(jì)規(guī)模為1萬噸/日，污水處理工藝采用A2/O 工藝。A2/O 生物法為目前我國中小型污水處理廠廣泛應(yīng)用的一種污水處理工藝。主要處理工段可分為污水處理和污泥處理兩個環(huán)節(jié)。污水處理段由粗格柵間、進(jìn)水泵房、細(xì)格柵間、旋流沉砂池、微曝氧化溝、二沉池和消毒出水池組成。污泥處理段由回流污泥泵站、污泥脫水機(jī)房組成。按照符合水廠總體管控和工藝特點(diǎn)的需求，全廠采用了以計(jì)算機(jī)加PLC和現(xiàn)場儀表的方式構(gòu)成一個分布式控制系統(tǒng)，根據(jù)西門子公司全集成自動化（TIA，Totally Integrated Automation）的思想，可以將太平污水處理廠控制系統(tǒng)分為管理級和現(xiàn)場級兩個層次。
管理級
是全廠控制系統(tǒng)的核心部分，在中控室設(shè)置兩臺工控機(jī)，通過10/100Mbps快速以太網(wǎng)與各個PLC控制站及廠級內(nèi)部局域網(wǎng)相連。管理級的兩臺計(jì)算機(jī)具有相互通訊的功能，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換或共享。SCADA監(jiān)控軟件具有模擬畫面、數(shù)據(jù)存儲、歷史趨勢和實(shí)時圖表、報(bào)警管理等功能，操作員可瀏覽污水處理的各工藝過程畫面，顯示當(dāng)前狀態(tài)并按順序記錄、輸出并能完成各類數(shù)據(jù)的記錄、存盤、報(bào)警，處理打印各種生產(chǎn)報(bào)表和曲線圖。
現(xiàn)場級
是實(shí)現(xiàn)過程自動化控制的基礎(chǔ)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，由現(xiàn)場儀表、可編程控制器、變頻器等設(shè)備組成。太平污水處理廠根據(jù)工藝地段設(shè)置三個PLC控制站：位于變電所的PLC01分站、位于污泥脫水機(jī)房的PLC02分站和位于消毒出水池的PLC03分站，各站點(diǎn)通過高速以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換與通訊。
下面以變電所PLC01分站為例介紹PLC系統(tǒng)的硬件配置：
由于具備模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、無風(fēng)扇結(jié)構(gòu)及易學(xué)易用的特點(diǎn)，本項(xiàng)目選用了西門子S7-300系列PLC作為主控制器，通過CPU315-2PN/DP自帶的PROFIBUS-DP通訊端口與一套S7-200系列PLC構(gòu)成現(xiàn)場總線分布式控制系統(tǒng)。配置1臺西門子SCALANCE工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)將本地?cái)?shù)據(jù)接入環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，同時設(shè)置1臺西門子KTP1000PN人機(jī)界面作為現(xiàn)場操作終端，可使操作員通過觸摸屏監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)并進(jìn)行就地操作。
選用1臺西門子MM430風(fēng)機(jī)泵類專用變頻器，采用變頻調(diào)速技術(shù)，既可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，滿足污水處理工藝過程中各項(xiàng)指標(biāo)對電機(jī)速度控制要求，保證工藝流程相對穩(wěn)定，又可實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源、減少設(shè)備開停次數(shù)、延長設(shè)備使用壽命的目的，并可解決工程實(shí)際運(yùn)行規(guī)模與設(shè)計(jì)規(guī)模不一致帶來的運(yùn)行過程偏差，對協(xié)調(diào)各工藝流程間匹配關(guān)系，起到重要調(diào)節(jié)作用，
現(xiàn)場儀表部分，在污泥回流泵房和提升泵站各安裝1套、在缺氧池/出水井安裝2套西門子超聲波液位計(jì)，選用了性能可靠穩(wěn)定的高性能超聲液位控制器MultiRanger100和超聲液位差計(jì)傳感器Echomax XRS-5/10/15；在粗格柵和細(xì)格柵分別安裝1套西門子超聲波液位計(jì)，采用具有最先進(jìn)的繼電器報(bào)警和泵控制、體積轉(zhuǎn)換功能的MultiRanger200，它與耐腐蝕的與耐腐蝕的Echomax XRS-5/15超聲波傳感器一起使用，可用于各種嚴(yán)酷工況，使用溫度可達(dá)145℃；在二沉池安裝了2套基于微處理器的污泥層厚度檢測系統(tǒng)InterRanger DPS300，配合非接觸的Echomax XCT-12超聲波傳感器和先進(jìn)的回波處理技術(shù)可以連續(xù)監(jiān)視污泥層的厚度，顯著提高生產(chǎn)效率，增加產(chǎn)出量和降低污泥處理的費(fèi)用；在鼓風(fēng)出口管等位置安裝了若干西門子SITRANS P ZD 系列數(shù)字壓力變送器，這系列產(chǎn)品帶有不銹鋼外殼和液晶顯示表頭，可滿足精確測量與高耐用性能的完美結(jié)合；在氧化溝進(jìn)水管道、消毒池出水管道及回流污泥管道分別安裝了1套流量計(jì)，選用了西門子專為惡劣環(huán)境設(shè)計(jì)的SITRANS FM MAGFLO MAG 3100傳感器配合MAGFLO MAG 5000 / MAG 6000變送器。
成功經(jīng)驗(yàn)與展望
系統(tǒng)運(yùn)行效果
自控系統(tǒng)從安裝到現(xiàn)場調(diào)試都進(jìn)行得非常順利，于2010年4月一次投運(yùn)成功，確保了全廠生產(chǎn)試運(yùn)行的如期進(jìn)行。操作人員普遍反映系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，PLC采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確快速，能有效保證重要設(shè)備運(yùn)行安全。截止目前，太平污水處理廠在西門子全集成自動化解決方案的全程管控下，出廠水水質(zhì)已達(dá)到我國《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)規(guī)定的一級B排放標(biāo)準(zhǔn)。
高性價比的控制系統(tǒng)
由于本項(xiàng)目的污水處理規(guī)模均屬中小型，對用戶而言，自動化控制系統(tǒng)的性價比成為了用戶最為關(guān)心的關(guān)鍵要素之一。實(shí)踐證明，由西門子公司提供的這套解決方案不僅技術(shù)先進(jìn)、穩(wěn)定可靠，而且很好地滿足了城鎮(zhèn)污水處理的工藝要求，更在最大限度上保護(hù)了用戶投資，是既因地制宜、又經(jīng)濟(jì)實(shí)用的理想選擇。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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