怀柔污水处理厂自动化控制系统改造方案(北京金控)

1、北京金控自动化技术有限公司北京市怀柔污水处理厂自动控制系统改造方案一、概述怀柔区污水处理厂一、二期共计日处理量5万吨，再生水处理量5万吨，污水处理工艺采用A/A/O工艺，再生水处理采用某公司的MBR膜工艺，整体工艺运行良好。由于历史原因，污水处理自控系统与再生水处理自控系统独立运行，互不影响，但系统结构不完善，数据采集不全面，给用户的使用带来一些不便，本次系统改造即是针对系统中存在的问题进行改造。二、实际情况分分析1、污水处理系系统1.1简介污水处理自控系系统（以下称称“污水系统”）由某公司司负责集成，主主要采用施耐耐德品牌的设设备，PLCC采用Priimium系系列，共7个个PLC分站站，通

2、讯方式式采用总线通通讯，上位软软件采用ABB公司的RSSView组组态软件，II/O点数约约2000点点，原系统结结构图如下：1.2系统存在在的问题（1）通讯方式式落后由于污水系统建建立较早，采采用了较早的的CANoppen总线通通讯方式。该该方式相比于于施耐德公司司MODBUUS TCP/IP以太网网方式具有通通讯速度慢、可可靠性低、拓拓扑结构落后后等缺点。特特别需要注意意的是，作为为总线通讯的的主干线路，如如果发生断路路，则该断点点之后的总线线通路上的所所有数据将无无法与主站进进行通讯，主主站将无法对对这部分子站站中的设备进进行监测和控控制，直接影影响到正常生生产。（2）PLC与与上位软件

3、不不配套PLC采用了法法国施耐德公公司的产品，上上位软件采用用了美国罗克克韦尔公司的的产品，就使使得他们的通通讯不能采用用任何一方的的特有方式，不不利于两种产产品之间的稳稳定通讯，不不利于日后的的扩展。2、再生水系统统2.1简介再生水MBR处处理自控系统统（以下称“MBR系统”）由某公司司负责集成，主主要采用西门门子品牌的设设备，PLCC采用S7-300系列列，共3个PPLC分站，采采用TCP/IP光纤以以太网通讯方方式，上位软软件采用Wiincc组态态软件，I/O点数约11000点，原原系统结构图图如下：2.2系统存在在的问题（1）数据采集集不完善MBR系统没有有将现场的所所有设备信号号采集

4、到上位位监控系统中中，因此，对对一些重要设设备的监控不不及时、不准准确，数据不不完善，并且且不能实现远远程控制，操操作不方便，给给运营管理人人员造成工作作上的不便。（2）网络拓扑扑结构不合理理MBR系统采用用了光纤以太太网方式进行行通讯，网络络拓扑结构采采用了星型连连接，虽然问问题没有污水水系统的严重重，但是，如如果中控室与与现场通讯的的主光纤断路路的话，中心心控制室就无无法与现场PPLC进行通通讯，无法对对现场设备进进行监测和控控制。作为该污水处理理厂的整个自自控系统来说说，可以总结结成以下两点点：（1）自自控设备先进进，工艺运行行良好；（22）自控系统统没有合理组组合，品牌太太多，造成系系

5、统不兼容，扩扩展性差，使使用不方便。由于污水和MBBR的自控系系统采用了法法国施耐德、德德国西门子、美美国罗克韦尔尔三个不同品品牌的PLCC和组态软件件，并且互不不兼容，通讯讯方式不同，因因此，两套系系统不可能在在现有平台基基础上进行合合并或整合，只只能分开使用用，使用上不不方便，也为为将来污水处处理厂的扩建建升级留下了了隐患，也成成为本次改造造工作的重点点。三、改造方案随着技术的创新新和不断发展展，污水处理理厂的自控系系统发挥了越越来越重要的的作用，管控控一体化技术术不断在污水水处理厂实现现和发展。光光纤以太环网网技术已经成成为主流，具具有速度快，扩扩展性好，兼兼容性好等优优点，下图为为目前

6、较为典典型的某厂自自控系统结构构图。虽然目目前该污水处处理厂还达不不到此案例中中的先进程度度，但可以据据此结构确定定未来改造或或扩建方向。1、改造原则根据自控技术的的发展趋势和和该污水处理理厂自控系统统的现状，我我们确定以下下改造原则：（1）坚持主干干，丰富枝叶叶（2）统一平台台，易于扩展展（3）立足现实实，完善创新新2、改造方案根据该污水处理理厂的实际情情况和我们在在自控领域的的专业经验，我我们认为，解解决目前的问问题仍然需要要依靠现有底底层PLC系系统，对底层层PLC及其其通讯方式不不进行大的改改造，以保持持现有设备的的良好运行，待待日后合适的的机会可以再再次进行改造造。系统结果果图如下：

7、在具体实施方面面，我们提出出，分三步对对该污水处理理厂自控系统统进行改造。（1）第一步基础改造造/基础改造主要要解决现场PPLC数据采采集准确性和和全面性问题题，按点检查查，重新编制制程序，画出出准确竣工图图，具体包括括：对照图纸，检检查MBR系系统的PLCC点是否连接接，是否与图图纸一致，不不一致的情况况下进行修正正，在原竣工工图上进行准准确标记。将MBR系统统PLC系统统中包括故障障、运行、自自动和仪表信信号在内的所所有信号采集集到中控室监监控计算机，对对不完善的数数据点重新编编制PLC程程序和上位软软件程序，实实现报警信号号报表、实时数据、历历史数据报表表和数据存储储；改变原系统网网络采

8、用的星星型拓扑结构构，增加两条条光纤，使其其成为光纤环环网，以增加加该系统的可可靠性。在中控室监控控计算机实现现MBR系统统中的设备启启动/停止等等远程控制；检查污水系统统的PLC点点的连接情况况，与原竣工工图进行核对对，对不一致致的地方在原原图上进行准准确标记；工作流程：经过基础改造，使使MBR系统统和污水系统统的图纸描述述准确，资料料齐全，以便便于未来进行行扩建和检修修等，同时，核核对MBR系系统中的数据据点，对PLLC编制控制制程序，在上上位监控软件件中实现远程程控制。（2）第二步整合改造造从业主单位的长长远利益考虑虑，注重于系系统的整合改改造，使改造造后的系统具具有完整性，并并且兼容性

9、良良好，便于以以后扩建工程程的扩展。主主要增加至少少一台高性能能工控机和一一台数据服务务器，增加一一套第三方监监控软件KiingTrool SCAADA，在此此基础上对上上位监控系统统重新设计、集集成。改造后后的系统具有有以下功能和和特点：污水与MBRR系统合并，在在同一台监控控主机上对所所有PLC分分站进行监控控；所有设备可实实现中控室远远程控制，便便于全过程控控制和流程优优化；故障报警信号号具有全面、良良好、完整的的显示和记录录；仪表信号实时时数据和历史史数据存储和和查询，采用用数据库存储储。工作流程： 经过整整合改造，污污水系统和MMBR系统在在统一的监控控平台进行监监测、控制和和管理，

10、数据据采集全面、存存储完善、查查询方便、操操作简单。（3）第三步信息化建建设根据目前国际国国内污水处理理厂建设的发发展趋势和业业主单位的管管理需要，以以完善的自控控系统为基础础，进行污水水处理厂信息息化建设，实实现管控一体体化成为本次次工作的又一一个重点。根根据与业主单单位的沟通，主主要实现以下下功能：电能管理。将将配电中心的的电力数据与与现有系统进进行通讯和存存储，以车间间为单位，可可对每个车间间以日或月为为查询统计条条件，分别进进行电能监测测和成本核算算，为管理者者的优化调度度管理及绩效效考核提供参参考。成本分析。对对全厂的电费费和药剂费进进行统计和分分析，形成全全厂的运营管管理成本分析析

11、系统，并且且与水量结合合分析，对单单位污水处理理成本进行监监控和管理，为为管理者调度度、全过程优优化运行、节节能降耗提供供参考，切实实降低企业运运营成本。数据仓库。为为便于长时间间、大容量存存储运行数据据，必须建立立全厂的实时时数据仓库，采采用企业版SSQLSevver实时数数据库软件和和IBM服务务器相结合的的方式。通过过建立数据仓仓库，对报表表进行全面改改进，改变以以往表格形式式的报表，全全部采用趋势势图、柱状图图、饼图等直直观的、便于于分析的方式式进行汇总，方方便管理者进进行查阅。WEB访问与与管理、网站站建设。为提提高污水处理理厂的管理效效率，提高信信息化水平，为为管理系统建建立一个网站站，设置WEEB远程访问问与管理的功功能，便于管管理者进行远远程管理，随随时随地掌握握污水厂的运运行情况。同同时，不同车车间单位（例例如化验室）可可随时通过站站点将管理数数据统一到同同一个数据平平台上，方便便管理者进