基于PROFIBUS的自控系統和智能儀表在水處理行業(yè)中的應用

一、項目簡(jiǎn)介

隨著(zhù)環(huán)境問(wèn)題日益被社會(huì )各界所重視，污水處理成為環(huán)境保護中最亟待解決和與社會(huì )發(fā)展最息

息相關(guān)的課題。西安市政府貫徹國家政策，大力興建水處理工程，西安市第四污水處理廠(chǎng)是其中最

具代表性的項目之一。

西安市第四污水處理廠(chǎng)項目是日本國際協(xié)力銀行ODA貸款項目，該廠(chǎng)接納污水服務(wù)范圍包括西安市城區部分區域、北郊及東郊部分區域，污水規劃流域面積約為45km2，工程設計規模為50萬(wàn)L／日，其中一期設計規模為25萬(wàn)T/日，污水處理采用缺氧／厭氧／好氧（倒置A2/0）兩級生物處理工藝，出水經(jīng)漕運明渠排至渭河；污泥處理采用重力濃縮后中溫兩級消化、機械脫水工藝，脫水后泥餅外運填埋。消化產(chǎn)生的沼氣用于污泥加熱，實(shí)現資源再利用。污水廠(chǎng)主要產(chǎn)生臭味的構筑物設置臭氣收集系統，經(jīng)生物除臭系統進(jìn)行凈化處理。具體工藝流程如圖l所示。

圖1工藝流程圖

根據污水廠(chǎng)工藝流程及布局情況，采用“集中監視，分散控制”的自控系統，系統包括中央監控系統、現場(chǎng)控制站、電視監控系統、通信網(wǎng)絡(luò )及智能儀表。中央監控系統設在廠(chǎng)區綜合辦公樓中心控制室，包括監控工作站、管理工作站、工程師站等。中央監控站通過(guò)光纖以太網(wǎng)與五個(gè)現場(chǎng)控制站進(jìn)行通信。五個(gè)現場(chǎng)控制站根據工藝區域劃分，其中PLC1控制站設在粗格柵及污水提升泵房，PLC2控制站設在變配電室，PLC3控制站設在投藥及加氯間，PLC4控制站設在污泥脫水間，PLC5控制站設在鍋爐房及浴室。在各監測點(diǎn)采用支持PROFIBUS協(xié)議的流量、壓力、溫度、液位及水質(zhì)分析等儀表，實(shí)現在線(xiàn)測量、故障診斷，并將信號送至就近的現場(chǎng)控制站進(jìn)行監控。

根據項目情況，采用西門(mén)子s7-400系列PLC作為主控系統，控制站具體硬件配置如下：

二、控制系統構成

在此項目中，自控系統采用管理層、控制層、現場(chǎng)層三級控制方式。其控制網(wǎng)絡(luò )如圖2所示。對于下位控制系統而言，每個(gè)站根據控制點(diǎn)數的差別和現場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行硬件選型配置如下所述。

圖2控制網(wǎng)絡(luò )

PLC1控制站——粗格柵及污水提升泵房現場(chǎng)控制站

本站PLC選用西門(mén)子PLCS7-400系列產(chǎn)品，CPU為CPU414-3DP?，F場(chǎng)PLC控制站與儀表、專(zhuān)用控制設備之間通過(guò)標準工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)(PROFIBUS-DP/PA)進(jìn)行數據通信，現場(chǎng)控制站通過(guò)西門(mén)子SCALANCEX408-2交換機與lOOMbit/s冗余光纖以太環(huán)網(wǎng)相連，完成與中控室監控計算機之間的通信。