一、工程簡(jiǎn)介 　　本工程為神華陽(yáng)光發(fā)電有限公司擴(kuò)建(2×135MW CFB)煤矸石發(fā)電項(xiàng)目的工業(yè)污水處理系統(tǒng)。系統(tǒng)總裝機(jī)容量340KW，其中9臺(tái)潛水泵，單臺(tái)功率為22KW。2臺(tái)回流水泵，功率為15KW。實(shí)際運(yùn)行功率228KW，備用功率58KW，不常用功率54KW。 　　本工程主要處理發(fā)電廠產(chǎn)生的混合污水(其中主要為電廠的工業(yè)污水和經(jīng)過(guò)生物二級(jí)處理后的生活污水)，通過(guò)管道輸送到調(diào)節(jié)水池。 　　控制水平：滿足工藝要求的熱備系統(tǒng)。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，要求通過(guò)可編程控制器和上位計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。 系統(tǒng)范圍：整個(gè)系統(tǒng)所有的設(shè)備、儀表、電機(jī)、閥門等控制對(duì)象。 二、污水處理系統(tǒng)總要求 1．處理水量：Q≥400m³/h（其中工業(yè)污水：310 m³/h，生活污水：75 m³/h） 　2．含油 ： ≤300ppm 　3．供水方式：連續(xù)供水 　4．控制方式：全自動(dòng)控制 三、工藝流程 1． 污水處理工藝流程： 混凝劑 污水來(lái)水格柵調(diào)節(jié)池污水提升泵氣浮池中間水池1污水提升泵 混凝劑 澄清池中間水池2 污水提升泵無(wú)閥濾池清水池 2．污泥處理工藝流程： 脫水劑 氣浮池、澄清池來(lái)污泥污泥池污泥提升泵污泥濃縮器污泥螺桿泵帶式壓濾機(jī)泥餅外運(yùn) 四、控制系統(tǒng)概述 1．自動(dòng)控制系統(tǒng) 本污水處理工程的控制系統(tǒng)采用開(kāi)放式的射線式結(jié)構(gòu)，主要由MCC柜、西門子PLC及臺(tái)灣研華工控機(jī)組成，控制系統(tǒng)圖如下： MCC柜安裝在廢水車間里，上位機(jī)、PLC柜放在中央控制室內(nèi)。MCC柜將動(dòng)力回路連接到設(shè)備，在MCC柜上可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有控制對(duì)象的現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制。PLC柜里安裝了控制系統(tǒng)的核心部分---PLC（可編程控制器），能實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的全自動(dòng)控制。上位機(jī)是工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)，通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)與PLC交換數(shù)據(jù)，實(shí)施系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制功能。系統(tǒng)中的水箱液位，水泵壓力 ，閥門位置，水泵運(yùn)行、故障等信號(hào)，都通過(guò)控制電纜一一對(duì)應(yīng)至PLC的輸入端。其中電動(dòng)閥門開(kāi)、關(guān)到位，水泵運(yùn)行、故障信號(hào)等為數(shù)字量，水箱液位、流量計(jì)等連續(xù)變量為4-20mA模擬量。全系統(tǒng)共設(shè)有298個(gè)數(shù)字輸入點(diǎn)、44個(gè)模擬輸入點(diǎn)、146個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)、4個(gè)模擬輸出點(diǎn)。 2．PLC控制系統(tǒng) 該系統(tǒng)的最重要部分是PLC控制系統(tǒng)，它的好壞將關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的成敗，因此本系統(tǒng)的PLC主要選用的是西門子S7-400H系列模塊，它是西門子提供的最新冗余PLC，由于它是SIMATIC S7家族的一員，這意味著S7-400H擁有所有SIMATIC S7具有的先進(jìn)性。（需要補(bǔ)充） 根據(jù)工藝和業(yè)主的要求，PLC控制系統(tǒng)采用的是主、從站結(jié)構(gòu)，由一個(gè)主站、三個(gè)從站和一個(gè)PC站（上位機(jī)）組成。用S7-400H系列模塊做主站，S7-300系列模塊作從站，主站通過(guò)PROFIBUS總線電纜和接口模塊與從站通訊，這樣的構(gòu)架既保證了PLC系統(tǒng)的先進(jìn)性又為用戶節(jié)省了成本。主站是由一個(gè)支持冗余的底板和兩套S7-400H系列電源模塊、CPU模塊、以太網(wǎng)模塊組成，模塊支持熱插拔。從站是ET200M站，ET200M是在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常使用的PROFIBUS DP分布式從站，ET200M從站由一個(gè)有源總線模板的導(dǎo)軌、2個(gè)IM153接口模塊、若干塊S7-300系列的模塊（PS電源模塊、I/O模塊、CP通訊模塊、FM功能模塊）組成，從站的模塊也支持熱插拔。（需要補(bǔ)充） 2．1系統(tǒng)要求： 系統(tǒng)可利用率不低于 99.9%。 系統(tǒng)精度：輸入信號(hào)為±0.1%(高電平), ±0.2%(低電平)；輸出信號(hào)為±0.2%。 抗干擾能力：共模電壓為250V；共模抑制比90dB；差模電壓為60V；差摸抑制比為60dB。 數(shù)據(jù)庫(kù)刷新周期≤1s。 CRT畫(huà)面刷新周期≤1s(復(fù)雜畫(huà)面≤2s)。 CRT畫(huà)面及數(shù)據(jù)對(duì)鍵盤指令響時(shí)間≤1s。 從鍵盤發(fā)出操作指令到通道板輸出或返回信號(hào)從通道板輸入至CRT上顯示的總時(shí)間為2.5s。 控制器工作周期，模擬量控制≤0.25s；開(kāi)關(guān)量控制≤0.1s。 最忙時(shí)，控制器CPU負(fù)荷率≤60% ，操作員站CPU負(fù)荷率≤40%。 內(nèi)部存儲(chǔ)器占用容量≤50%，外部存儲(chǔ)器占用容量≤40%。 I/O點(diǎn)裕量為15%。I/O卡槽裕量為15%。 PLC內(nèi)部通訊總線的負(fù)荷率≤30%。 電氣模擬量輸入采樣周期≤50ms, 非電氣模擬量輸入采樣周期≤200ms，開(kāi)關(guān)量采樣周期≤100ms。 2．2硬件配置： （1）配備有一個(gè)主機(jī)架，主機(jī)架上有電源模塊 PS 407 10A 2塊、CPU模塊 CPU 414-4H 2塊、以太網(wǎng)模塊 CP 443-1 2塊。CPU模塊具有大型的程序存儲(chǔ)容量，考慮了40%的備用量，存貯器采用閃存（FLASH RAM）技術(shù)；模塊上有PROFIBUS-DP主/從接口，可以配置成分布的自動(dòng)化結(jié)構(gòu)，易于今后的系統(tǒng)擴(kuò)展。過(guò)程控制、監(jiān)視和用所需的故障診斷等，所有功能設(shè)置于可編程控制器內(nèi)。這些功能包括下列內(nèi)容: 實(shí)時(shí)鐘和日歷、繼電器和鎖存繼電器、過(guò)渡觸點(diǎn)、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、算術(shù)運(yùn)算、邏輯功能、移位寄存器等。智能化的診斷功能連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)工作是否正常，并記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件。 （2）接口模塊采用IM153-2,共6塊，用于多機(jī)架配置中主機(jī)架和擴(kuò)展機(jī)架之間的連接，可擴(kuò)展多個(gè)機(jī)架，各機(jī)架之間的最大距離為10米。 （3）配備有三個(gè)機(jī)擴(kuò)展機(jī)架，擴(kuò)展機(jī)架上有電源模塊、接口模塊和信號(hào)模塊，其中數(shù)字量輸入模塊11塊、輸出模塊5塊，模擬量輸入模塊7塊、輸出模塊1塊。數(shù)字量輸入/輸出模塊能自動(dòng)診斷無(wú)編碼器電源、無(wú)內(nèi)外部輔助電壓、模塊參數(shù)錯(cuò)誤、看門狗錯(cuò)誤、EPROM故障、過(guò)程報(bào)警信息丟失等；模擬量輸入模塊能自動(dòng)診斷無(wú)外部電壓、組態(tài)參數(shù)錯(cuò)誤、共模故障、短線、測(cè)量范圍溢出等故障；模擬量輸出模塊能自動(dòng)診斷無(wú)外部電壓、組態(tài)參數(shù)錯(cuò)誤、對(duì)地短路等故障。 2．3軟件配置： （1）PLC編程軟件是西門子公司最新推出的SETP7 V5.3，組態(tài)軟件選用的是北京三維力控科技有限公司最新開(kāi)發(fā)的PCAuto 3.62 SP2。由于是在標(biāo)準(zhǔn)的Windows操作系統(tǒng)下運(yùn)行，又有在線幫助功能，學(xué)習(xí)掌握方便。 （2）口令保護(hù)，多機(jī)口令保護(hù)可以使用戶高度、有效的保護(hù)其技術(shù)秘密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改。 PLC控制系統(tǒng)組態(tài)圖： 3．PC工控機(jī) PC工控機(jī)在系統(tǒng)中是PC站，它即可作為工程師站對(duì)PLC和組態(tài)軟件進(jìn)行編程，編程完畢后，又可作為操作員站監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行。PC工控機(jī)選用的是臺(tái)灣研華產(chǎn)品，配置為P4/1.7G/40G/256M，三星21”彩顯（CRT），PC機(jī)上裝有（Windows2000、CAD2002、WORD、EXCEL等基本軟件，還裝有編程軟件SETP7 V5.3、通訊軟件SIMATIC NET 6.2和組態(tài)軟件北京三維力控PCAuto 3.62。工控機(jī)系統(tǒng)由1000VA UPS供電，它的232串口通過(guò)MPI適配器連接S7-400PLC的編程口。打印機(jī)使用是惠普公司的LaserJet 3500 型彩色打印機(jī)。 4．網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 工廠采用的是聯(lián)網(wǎng)集中控制,本工程是工廠整個(gè)系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)子系統(tǒng)，工業(yè)污水處理站控制系統(tǒng)作為整個(gè)系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)子站，因此留有滿足上層網(wǎng)絡(luò)要求的軟、硬件通訊接口（如以太網(wǎng)和PROFIBUS DP接口）,并提供了聯(lián)網(wǎng)所需的軟件（如通訊軟件SIMATIC NET 6.2）和硬件（如以太網(wǎng)交換機(jī)）?？刂葡到y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖 工控機(jī)和PLC之間采用的是小型工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)，西門子PLC與上位機(jī)之間采用的是TCP/IP協(xié)議，使用以太網(wǎng)交換機(jī)連接PC機(jī)和PLC，既可編制程序，還可通訊、監(jiān)控,并帶有OPC接口。系統(tǒng)完成調(diào)試投入正常運(yùn)行后，工控機(jī)掛接的以太網(wǎng)，可與任一臺(tái)裝有組態(tài)軟件，并帶有OPC功能的計(jì)算機(jī)相連接，PLC控制程序的組態(tài)和修改也可在業(yè)主方水處理系統(tǒng)集中控制網(wǎng)絡(luò)的工程師站上進(jìn)行，并通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)在線下載到工業(yè)污水處理控制系統(tǒng)的PLC中，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)集中控制。 5．PCAuto 3.62軟件的主要功能及特性 PCAuto 3.62是北京三維力控科技有限公司的最新版組態(tài)軟件。它的最大特點(diǎn)是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)集成，提供了良好的用戶開(kāi)發(fā)界面和簡(jiǎn)潔的工程實(shí)現(xiàn)方法，只要將其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項(xiàng)功能，縮短了自動(dòng)化工程師的系統(tǒng)集成的時(shí)間，大大的提高了集成效率。它能同時(shí)和國(guó)內(nèi)外各種工業(yè)控制廠家的設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊，與高可靠的工控計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，便可以達(dá)到集中管理和監(jiān)控的目的，同時(shí)還可以方便的向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，實(shí)現(xiàn)與“第三方”的軟、硬件系統(tǒng)的集成。（需要補(bǔ)充） 5．1與國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品相比，PCAuto 3.62組態(tài)軟件具有以下特點(diǎn)： 　（1）全中文、可視化、面向窗口組態(tài)開(kāi)發(fā)界面，符合中國(guó)人的使用習(xí)慣和要求。真正的32位程序，支持多任務(wù)、多線程、可運(yùn)行于Microsoft Windows95/98/Me/NT/2000/XP等多種操作系統(tǒng)； （2）龐大的標(biāo)準(zhǔn)圖形庫(kù)、完備的繪圖工具集以及豐富的多媒體支持，使您能夠快速地開(kāi)發(fā)出集圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)等于一體的漂亮、生動(dòng)的工程畫(huà)面； （3）全新的ActiveX動(dòng)畫(huà)構(gòu)件。包括存盤數(shù)據(jù)處理、條件曲線、計(jì)劃曲線、相對(duì)曲線、多行文本、通用棒圖等、使您能夠更方便、更靈活地處理、顯示生產(chǎn)數(shù)據(jù)。 （4）支持目前絕大多數(shù)硬件設(shè)備，同時(shí)可以方便地定制各種設(shè)備驅(qū)動(dòng)；此外獨(dú)特的組態(tài)環(huán)境調(diào)試與靈活的設(shè)備操作命令相結(jié)合，使硬件設(shè)備與軟件系統(tǒng)間的配合天衣無(wú)縫。 （5）簡(jiǎn)單易學(xué)的類Basic腳本語(yǔ)言與豐富的策略構(gòu)件，使您能夠輕而易舉的開(kāi)發(fā)出復(fù)雜的流程控制系統(tǒng)。 （6）強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能。能夠?qū)I(yè)現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以各種方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，使您能夠在第一時(shí)間獲得有關(guān)現(xiàn)場(chǎng)情況的第一手?jǐn)?shù)據(jù)。 （7）方便的報(bào)警設(shè)置、