電廠(chǎng)廢水處理控制系統的設計與研究
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本電廠(chǎng)廢水處理控制系統項目所在地位于山西省霍州市?；糁莅l(fā)電廠(chǎng)于1967年1月由水利電力部批準籌建，采用火力發(fā)電，裝機容量40萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量25億千瓦·時(shí)，主要擔負著(zhù)山西中南部地區工農業(yè)生產(chǎn)及人民生活用電，是山西電網(wǎng)的主力電廠(chǎng)。
霍州發(fā)電廠(chǎng)建設時(shí)正處于中國發(fā)展的特殊年代，在選廠(chǎng)、設計、設備選購、施工、安裝和投產(chǎn)發(fā)電等方面追求簡(jiǎn)易發(fā)電，給安全經(jīng)濟生產(chǎn)留下先天缺陷。由于火力發(fā)電廠(chǎng)是工業(yè)用水大戶(hù)，因此每天的工業(yè)廢水如果直接排放，不僅浪費水資源，而且會(huì )造成嚴重的環(huán)境污染。
以往的廢水處理系統采用人工手動(dòng)控制，造成人員工作強度大，控制效率低，控制工藝落后。本次項目采用全新的自動(dòng)控制系統和監控技術(shù)可以克服以前人工控制精度低、運行操作繁瑣、誤操作可能性大等缺點(diǎn)，該系統的廢水處理工藝流程具有一定的先進(jìn)性，達到了電廠(chǎng)廢水零排放，大大提高了水的利用率。同時(shí)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )把監控數據融入整個(gè)電廠(chǎng)的自動(dòng)化管理中，節省人力物力，便于集中管理。通過(guò)本自動(dòng)控制系統把處理過(guò)的廢水再納入整個(gè)電廠(chǎng)的水循環(huán)中，提高電廠(chǎng)用水的效率，節約成本，提高了整體的經(jīng)濟效益。使電廠(chǎng)的自動(dòng)化管理和自動(dòng)化控制生產(chǎn)方面達到一個(gè)新的高度。
圖1 霍州發(fā)電廠(chǎng)污水處理池外景
二、系統介紹
1． 項目工藝簡(jiǎn)介
本次項目的主要任務(wù)包括含煤廢水的回放、化學(xué)再生廢水收集、主廠(chǎng)房?jì)认到y優(yōu)化消防、生活水系統隔離、生活污水及工業(yè)廢水回用工程。采用一定的污水處理工藝，并通過(guò)自動(dòng)化控制達到預期規定的控制指標。整個(gè)廢水處理系統由收集池、調節水池、凈化器、污泥池、清水池等部分組成，在廢水處理過(guò)程中，我們將系統劃分為五個(gè)子系統來(lái)處理，分別為：凈水系統、儲藥系統、過(guò)渡調節系統、清水回用系統以及污泥濃縮系統。
電廠(chǎng)的廢水處理系統工藝流程圖如圖2所示：圖中的圓代表收集水泵；長(cháng)方形代表集水池；長(cháng)圓罐代表一體化凈化器，系統中共有四個(gè)凈化器，其余三個(gè)在圖中省略。箭頭的指向代表廢水的流向，其流向為從左往右。
圖2 電廠(chǎng)廢水處理系統工藝流程圖
2．項目方案
為保證廢水處理系統安全穩定的運行，該項目中控制器、執行器、監控組態(tài)部分均采用西門(mén)子系列產(chǎn)品，主要有以下幾部分：
a. 負載電源模塊（PS）：PS 307
b. 接口模塊（IM）：IM360，IM361
c. 中央處理單元（CPU）：CPU315-2DP
d. 信號模塊（SM）：數字量輸入模塊SM321，數字量輸出模塊SM322，模擬量輸入模塊SM331，模擬量輸出模塊SM332
e. 執行器：MicroMaster430/420變頻器
f. 監控組態(tài)軟件：WINCC（Windows Control Center）6.0
三、控制系統構成
控制系統的設計包括PLC控制系統部分，系統采集與執行器控制部分以及上位機的監控系統部分。系統結構設計圖如圖3所示。
圖3 系統結構設計圖
1． 系統硬件配置
在電廠(chǎng)污水處理控制系統中，根據用戶(hù)要求及實(shí)際情況分析，我們采用西門(mén)子公司的S7-300系列產(chǎn)品來(lái)完成此項目。參照西門(mén)子公司提供的產(chǎn)品技術(shù)參數，以S7-300系列中的CPU315-2DP實(shí)現控制功能，由于該系統模擬及數字輸入輸出量較多，采用接口模塊IM360、IM361（主機架使用IM360，擴展機架使用IM361）連接擴展的信號模塊滿(mǎn)足系統要求，其中信號模塊包括若干數字量輸入模塊 SM321，數字量輸出模塊 SM322，模擬量輸入模塊SM331，模擬量輸出模塊SM332。
現場(chǎng)多臺工作泵采用西門(mén)子MicroMaster430變頻器，MicroMaster430變頻器除了具有第四代變頻器的特點(diǎn)以外，還具有應用于風(fēng)機和泵類(lèi)的硬件和軟件特征，尤其適合用于風(fēng)機和水泵負載的控制。使用此種型號的變頻器可以節約能源消耗，降低運行噪聲，對環(huán)境起到很好的保護作用。
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