污水處理廠PCS控制系統(tǒng)

      石家莊橋東污水處理廠是一座日處理能力達到50萬立方米的大型污水處理廠。主控制系統(tǒng)采用奧地利RESCHREITER公司開發(fā)的WinCC PCSR可視化監(jiān)控系統(tǒng)（基于SCADA），這套系統(tǒng)是專為控制污水處理廠和凈水廠而設計的。程序設計基于宏，通過特殊設計的功能與PLC 系統(tǒng)SimaticWinCC?直接通訊。所有配置與設置都保存在監(jiān)控計算機的微軟數(shù)據(jù)庫中。

       橋東污水廠分為污水處理和污泥處理兩個部分，污水處理采用AAO處理工藝,污泥處理采用了中溫厭氧消化工藝，用到很多先進的技術工藝，有些技術在國內還是首次應用。全廠工藝流程如圖所示。該廠最大的設計亮點就是能源的全面利用，污泥在消化池產生的沼氣用來驅動沼氣鼓風機和沼氣發(fā)電機，沼氣鼓風機和電動鼓風機一起為好氧池提供空氣，沼氣發(fā)電機發(fā)出的電能回饋到電網來滿足本廠的部分電能需求，同時沼氣鼓風機和沼氣發(fā)電機的熱能也得到充分利用，通過換熱器交換熱能為消化池加熱，保持厭氧中溫消化工藝所需的溫度。為了避免沼氣鼓風機和沼氣發(fā)電機的維護期間所提供的熱能不足，還加設了兩臺沼氣鍋爐來保持足夠的熱能供應。

      工程控制系統(tǒng)由中央控制室的上位計算機的監(jiān)控管理控制系統(tǒng)和廠區(qū)的4個現(xiàn)場控制站、1個主控室模擬顯示屏站組成PCS系統(tǒng)，-中央控制室和5個現(xiàn)場控制站之間以一個冗余的100Mbps光纖工業(yè)以太網環(huán)網組成一個有線數(shù)據(jù)通信網絡系統(tǒng)?，F(xiàn)場控制站采集大量的儀表數(shù)據(jù)和設備工況狀態(tài)傳送到上位機上，操作人員在主控室通過上位機就可以了解到現(xiàn)場每一臺設備的工況和儀表的實時數(shù)據(jù)，并根據(jù)工藝要求進行設備的調整。

現(xiàn)場控制站全部采用西門子S7-400系列PLC和CP443-1組成，CPU414完成本站程序命令的執(zhí)行，CP443-1執(zhí)行CPU和上位機的以太網通訊。全廠共分為5個現(xiàn)場控制站，分別是：

1 PLC 0  MIMIC DIAGRAM 主控室模擬屏的控制單元，S7CPU414-3DP，DI 64∕DO 16

2 PLC 1 INLET STATION  進水控制站 ，CPU414-3DP， DI 128∕

 DO 32：進水泵，粗格柵，細格柵，初沉池。

3 PLC 2  BLOWER STATION 鼓風機站 CPU414-3DP  DI 64∕DO32 ∕ AI 16 ：厭氧池，好氧池。二沉池，鼓風機，沼氣發(fā)電機，沼氣鍋爐，沼氣干燥裝置。

4 PLC 3 SLUDGE CONTROL ROOM污泥控制室 CPU414-3DP DI 128∕DO 32∕ AI 16：濃縮機房，消化池，脫水機房，預濃縮池，后濃縮池，濕式脫硫裝置，火炬，沼氣柜和除臭氣系統(tǒng)

5 PLC 4 TRANSFORMER STATION 變壓器控制站 CPU414-2DP DI 32∕ DO 32

      每個現(xiàn)場控制站和遠程從站及設備自帶PLC 的通訊，采用最大速率可達12MB∕秒的PROFIBUS現(xiàn)場總線,使信號傳送的速度和可靠性都有了極大的提高?，F(xiàn)場儀表的大量流量，溫度，壓力，PH值，液位，泥位，濃度等實時數(shù)據(jù)采用了現(xiàn)場總線的DP∕PA方式傳送，只用一條雙絞線實現(xiàn)了大量的信號傳送，節(jié)約了大量的電纜。由于設備和現(xiàn)場控制站的距離很遠，都在幾十米以上，應用了現(xiàn)場總線支持的遠程I∕O模塊，來采集現(xiàn)場設備工況狀態(tài)。共計應用了圖爾克的BL系列現(xiàn)場總線模塊20塊，西門子的遠程I∕O模塊 8塊。各種儀表320余臺，閥門86臺，泵51臺。

      在現(xiàn)場設備中，污泥處理設備由于結構復雜，種類多，控制難度大，成為機械、電氣維護的重中之重。尤其濾帶式濃縮機和離心式脫水機更是重點維保對象，消化池的各種儀表和閥門的工作狀況直接影響到厭氧消化工藝的運行，關系到沼氣的產量，也不能予以忽視。最為重要的是沼氣有易燃易爆性，沼氣柜，沼氣脫硫系統(tǒng)，沼氣鍋爐，沼氣鼓風機，沼氣發(fā)電機，沼氣火炬等本質安全型設備安全無故障的自動運行應首先得到確保。（信息來源：中國工控網）