原溪自来水公司二水厂气水反冲滤池

1、前言：前言：过滤是净水处理工艺中确保水质和水量的最重要处理环节。 V 型滤池因具有过滤周期长、滤层含污能力高、出水水质好、反冲洗效果好、反冲水量少的优点而在制水工艺中得到了广泛地运用。1 1 设计概述设计概述1.11.1 设计原则设计原则 按技术标书，气水反冲滤池自动控制系统设计遵循“集中管理、分散控制、资源共享”的原则；污水处理厂仪表选用遵循“工艺必须、计量达标、实用有效、免维护”的原则。除此之外，应考虑以下几方面：产品成熟性：产品成熟性：选用成熟的技术，可靠的设备是我们这个设计方案的立足点。注重选用成熟、先进、可靠，同时又能及时供货和便于日常维护的设备。测量仪表尽可能采用国内先进，质量可靠

2、，性能稳定的产品，同时对于目前尚未达到气水反冲滤池生产要求的仪表采用国外先进的高品质的产品。技术先进性：技术先进性：设备配置和方案设计时，注重现在及将来技术发展要求，兼顾性能与价格之间的矛盾，在满足高效生产、安全生产的前提下，保证新购设备的先进性。设计规范性：设计规范性：在方案设计、设备选型、图纸设计、软件设计、系统调试中，遵循行业规范，因为这一原则将给系统运行、维护、管理以及升级带来许多便利。系统扩展性：系统扩展性：本设计方案为系统将来升级预留接口，以满足未来污水处理厂扩建的需要。1.21.2 设计目标设计目标系统必需具备保证污水处理厂生产的稳定和高效，减轻劳动强度，改善操作环境，同时实现污

3、水厂现代化管理的要求功能。在设计中要考虑系统操作、管理水平的先进性，同时要考虑高新技术应用的合理性、经济性。2 2 总体设计总体设计2.12.1 总体设计综述总体设计综述系统设计基于气水反冲滤池工艺，并充分利用现代计算机技术，采用技术先进、成熟、具有开放性结构、易于扩充、易于与其它系统集成。本系统用可编程控制器（PLC）及现场自动化仪表组成的检测控制系统现场控制站，对污水处理厂各过程进行分散控制；再用网络和监控计算机把分散控制的现场控制站集成在一起组成中央控制系统，对全厂实行集中管理，资源共享。这样就保证了整个系统能够高效、安全地运行。根据招标书及图纸、文件，控制系统具备以下三种控制方式：手动

4、模式、遥控模式、自动模式。手动模式：通过现场控制或主控制台 MCC（Main Control Console）上的按钮实现对设备的起停操作。远程控制：操作人员通过操作面板或中心控制系统操作站的监控画面通过鼠标或键盘来控制现场设备。自动方式：设备的运行完全由各 PLC 根据气水反冲滤池的工艺参数及工况来完成对设备的起停控制，而不需要人工参与。 自控系统完成如下功能：（1）采集全厂各过程的工艺参数，电气参数和工艺设备运行状态信息，根据采集到的信息，对运行情况进行分析，建立各类数据库对主要工艺参数作出趋势曲线分析比较后找出最佳运行规律，通过故障分析，改进管理方法，保证出水水质。（2）计算机的显示器可

5、显示全厂的动态流程图，各工段工艺流程图，带有动态参数显示，记录趋势曲线，自动生成各类报表，并定时打印。（3）控制系统设远程自动，远程控制，现场手动三种控制方式，系统可以完成在线分析，诊断故障和故障报警，操作员可以通过人机对话的方式，对全厂主要电动设备进行远传控制，实现自动控制。2.22.2 自控系统自控系统组成组成根据 建设项目实际情况，分布式控制系统，根据气水反冲滤池生产工艺流程，整个自控系统分三层，第一层为现场自动化层，主要由 PLC，检测仪表，电控设备等组成。第二层为中心控制管理层，主要有工控机，上位机软件组成。第三层为厂部生产管理层，主要有计算机终端，输入/输出设备等组成。气水反冲滤池

6、站（PLC300）2.32.3 硬件介绍硬件介绍2 23.13.1 PLCPLCPLC 控制系统采用的是西门子所生产的 SIMATIC S7-300。CPUCPU 模块：模块：CPUCPU 模块选用模块选用 S7S7 300-CPU314,300-CPU314,此产品作为处理单元，对二进制和浮点数运算具有较此产品作为处理单元，对二进制和浮点数运算具有较高高的处理能力。I/OI/O 模块：模块：I/O 模块选择 S7 300 系统的 SM I/O 模块, SM I/O 产品系列具有大量的数字量和模拟量 I/O,以满足各种应用的需要。模拟量 I/O 模块可执行所要求的 A/D，D/A 转换分辨率达

7、 16 位以上。模拟量 I/O 可由用户组态，这样当 I/O 通讯被中断时可以进入所希望的故障响应状态。该特点提供了故障情况的一种安全反馈/响应。数字量 I/O 模块具有数字量 I/O 电路，可用于 ON/OFF 传感器如按钮，限位开关的连接，也可用于和 ON/OFF 启动器如电动机启动器、指示灯和报警器的连接。数字 I/O 模块的输出直接由相应的处理器数据位的状态来控制，输入则直接按相应处理器数据位的状态。每个模块占用一个槽位，安装于 DIN 安装导轨中；更换模块不需重新接线；在模块前还有状态指示，可提示输入或输出故障并将故障报告给处理器；通信模块：通信模块：通信模块选用 CP 341-1.

8、此模块能讲 SIMTIC S7-300 连接到工业以太网-10/100 兆位/秒全/半双工传输，可使 RJ45 连接，可对传输协议 TCP 与 UDP 实现多协议运行，可调节的 keep Alive 功能。电源模块：电源模块：全新的 S7 导轨设计电源，为 CPU 和外围电路提供可靠电源，单个模块可提供 210A的直流 24V 输出，也可并联冗余扩充系统容量同事进一步提高系统可靠性。紧凑的设计节省更多的空间，110V AC 或者 220V AC 输入自适应，转换为 24V DC。2.3.22.3.2 传输介质传输介质为了提高全厂通讯系统的可靠性和实时性，本系统传输介质采用多模可直埋光缆。它它遵

9、从 IEC802.3/4 标准。多模光缆具有以下特性：采用多模光缆连接,保证通信的可靠性自适应通信速率（100/10MBPS） 。通信距离最大可达 10Km双绞线电缆（以下称“双绞线” ）是将一对或一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中而形成的一条传输介质，是目前局域网最常用到的一种布线材料。双绞线分为非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）两大类。局域网中非屏蔽双绞线分为三类、四类、五类和超五类四种。屏蔽双绞线分为三类和五类两种。控制层与设备层的传输介质采用五类非屏蔽双绞线，因为无论对于模拟数据还是对于数字数据，都是最适用的传输介质。它具有以下特性：（1）物理特性：由按规则螺旋结构排列的四

10、根绝缘线组成。一对线可以作为一条通信线路，各个线对螺旋排列的目的是使各线对之间的电磁干扰最小。（2）传输特性：局域网中常用到的双绞线一般都是非屏蔽的五类 4 对（即 8 根导线）的电缆线。这些双绞线的传输速率都能达到 1000Mbps。（3）连通性：可以用于点-点连接，也可以用于多点连接。（4）地理范围：最大网线长度为 100m，如果要加大网络的范围，在两段双绞线之间可安装中继器，最多可安装 4 个中继器。如安装 4 个中继器连接 5 个网段，则最大传输范围可达 500m。（5）抗干扰性：为了降低信号的干扰程度，电缆中的每一对双绞线一般是由两根绝缘铜导线相互扭绕而成，提高了抗干扰性能。（6）价

11、格：低于其他传输介质，并且安装、维护方便。2.42.4 软件软件整个系统由下列几类主要软件组成：STEP7 编程系统软件，用于 S7-300、S7-400 系列可编程控制器；开发版 WinCC 6.2 运行版 WinCC 6.23 3 自控流程介绍自控流程介绍3.1.13.1.1 控制系统控制系统当过滤周期达到某设定时限、或当滤层阻塞度达到设定的水头损失或系统接收到手动强制冲洗信号时，单元滤池 PLC 向公共冲洗 PLC 发出反冲洗请求，若有其它单元池也发出请求时，该信号被存入公共冲洗 PLC 的存储器中，然后按存储先后顺序进行冲洗。滤池反冲洗由 PLC 系统自动控制，也可由现场 XBT 控制。3.1.23.1.2 冲洗控制工艺冲洗控制工艺（3.2.13.2.1 控制对象及控制对象及 I/OI/O 统计统计名称DIDOAIAO气水反冲滤池配置清单配置清单: :3.2.23.2.2 工作站控制对象分布工作站控制对象分布DI14213#反冲水泵手动