SCADA系統在污水處理廠(chǎng)中的應用

2010年12月河北工程技術(shù)高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報Dec. 2010第4期_JOURNAL OF HEBEI ENGINEERING AND TECHNICAL COLLEGENo.4文章編號:1008- 3782(2010)04-0039-03SCADA系統在污水處理廠(chǎng)中的應用韓忠才',王運娣”,王偉,張 巨強4(1.滄州市宏業(yè)工程建設監理有限公司,河北滄州061001;2. 河北工程技術(shù)高等專(zhuān)科學(xué)校,河北滄州061001;3.唐山供電公司豐潤分公司,河北豐潤064000;4. 滄州供電公司,河北滄州061001)摘要:文中闡述了遠程SCADA系統的結構,分析了系統在滄州市運東污水處理廠(chǎng)中的應用及在運行中的一些特點(diǎn)。由于本系統的采用,該廠(chǎng)在管理上取得了良好的效果。關(guān)鍵詞:SCADA系統;污水處理;通訊協(xié)議;遠程監控中團分類(lèi)號:X703文獻標識碼:A運東污水處理廠(chǎng)為了提高工藝控制的管理水平,使用美國GE公司的INTELLUTION子公司的組態(tài)軟件IFIX3. 5中文版,通過(guò)光纖構成以太冗余雙環(huán)網(wǎng),開(kāi)發(fā)了語(yǔ)音報警過(guò)程控制、生產(chǎn)歷史數據庫等功能,實(shí).現對污水和中水工藝的遠程監控;提高了污水處理的生產(chǎn)效率,降低了能耗;并且實(shí)現了該污水處理廠(chǎng)的現代化管理水平。1遠程SCADA系統結構投膨儀SCADAISCADA2打印機SCADA系統，即數據采集與監督控制系統,是一種復雜的綜合性測控系統”。中控室HUB由監控中心、通信系統和數據采集系統組成。監控中心的任務(wù)是通過(guò)通信系統實(shí)時(shí)光線(xiàn)連接出監視和控制遠程設備的遠行,并為綜合管理系統提供實(shí)時(shí)數據。通信系統主要完成光線(xiàn)達核器。 二光線(xiàn)連接器。二光線(xiàn)連接別。 光線(xiàn)連接割。光線(xiàn)連接盟信息的遠距離傳輸,可采用有線(xiàn)方式傳輸、加氯本藥間脫水機房配電室1#配電窒2#回用水泵房無(wú)線(xiàn)方式傳輸及混合信道傳輸。數據采集| HUB系統可以實(shí)現對遠程設備的就地控制和數據采集,并能方便的與通信系統相連,實(shí)現CS18CS10CS12ACS12BCS17信息的遠距離傳輸。PLC遠程SCADA系統分為中心控制室調度中心、集線(xiàn)器HUB、光纜和光纖、現場(chǎng)觸摸屏污水工段計算機PLC自動(dòng)化控制系統等四個(gè)主要部分,系統結構如圖1所示。圖1系統結構圄中心控制室調度中心由兩臺計算機組成,集中采集各個(gè)分站的生產(chǎn)數據,并根據系統需求提供各種應用功能,實(shí)現污水處理工藝的遠程監控和統--調度。調度中心配置兩臺由美國GEFANUVC的iFix搭建SCADA服務(wù)器,2臺SCADA服務(wù)器采用邏輯節點(diǎn)的方法實(shí)現監控的冗余備份,保證了監控的可靠性。SCADA服務(wù)器與通訊系統HUB之間進(jìn)行數據交換,實(shí)現調度中心的遠程SCADA功能。通訊系統是整個(gè)系統數據遠程傳輸的重要環(huán)節,是調度q中國煤化工的橋梁。通訊系統實(shí)現了數據的編碼、解碼、數據傳輸校驗數據鏈路選擇切抄!YHCNMHG收稿日期:2010-06-25作者簡(jiǎn)介:韓忠才(1980-),男,河北東光人,滄州市宏業(yè)工程建設監理有限公司助理工程師。40河北工程技術(shù)離等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報20102污水處理廠(chǎng)現場(chǎng)監控系統污水處理廠(chǎng)現場(chǎng)監控系統采用計算機、PLC及1/O、集線(xiàn)器HUB構成主體,配以低壓進(jìn)線(xiàn)及現場(chǎng)各種測量?jì)x表,采集并預處理、顯示和向PLC上傳現場(chǎng)設備運行時(shí)的實(shí)時(shí)參數。系統再通過(guò)MEMOBUS通信技術(shù),曲線(xiàn)數學(xué)分析算法計算現場(chǎng)變頻器控制的泵和鼓風(fēng)機的運行電流和功率值。PLC就根據運行時(shí)間、停止時(shí)間、提升泵房液位或流量、現場(chǎng)溶解氧實(shí)測值和設定值等進(jìn)行PID自動(dòng)化編程控制?，F場(chǎng)PLC監控的主要設備和信號:1)中水泵房CS17PLC站數據采集、控制設備包括粗、細格柵機及超聲波液位差計、提升泵及超聲波液位計.旋流沉砂池攪拌機及鼓風(fēng)機、砂水分離器、中水送水泵、清水池超聲波液位計.2)變配電室CS12APLC站(或變配電室CP1PLC柜)數據采集、控制設備包括氧化溝推流器及溶解氧儀表、厭氧池攪拌器及氧化還原電位儀、鼓風(fēng)機。3)變配電室CS12BPLC站數據采集、控制設備包括終沉池刮泥機、污泥回流泵及電磁流量計和剩余污泥泵。4)污泥脫水機房CS10PLC站數據采集、控制設備包括污泥脫水系統、貯泥池攪拌器及超聲波液位計、接觸池潛污泵及液位計、電磁流量計.5)加藥間CS18PLC站(或加藥間CP3)數據采集、控制設備包括加藥泵、高密池攪拌器、刮泥機及泥位計、濾池電動(dòng)閥、氣動(dòng)閥及液位計、加氯機及漏氯吸收電機?，F場(chǎng)都配置有觸摸屏操作和計算機操作,它們通過(guò)總線(xiàn)連接PLC,可直接對所控范圍內的設備進(jìn)行監控和操作.因此,每個(gè)現場(chǎng)PLC自動(dòng)化監控系統都是一個(gè)完整的系統,在脫離上位遠程監控系統時(shí)都可獨立運作。同時(shí)又互相配合共同完成污水和中水的處理。3運行中的遠程SCADA系統的特點(diǎn)1)集中調度。運東污水處理廠(chǎng)中心控制室是全廠(chǎng)工藝的調度中心,可以同時(shí)監視和控制系統所有的設備及監視廠(chǎng)區全貌,調度中心對現場(chǎng)各個(gè)控制站的監控互不影響。2)分散控制。運東污水處理廠(chǎng)的遠程SCADA系統,突出了“調度權集中、控制權分散”的特點(diǎn).系統監控的每個(gè)PLC分站都建立各自完整的自動(dòng)化監控系統,在脫離調度中心時(shí)能夠獨立完成所控設備的監視和自動(dòng)化控制功能,保證系統在脫離遠程SCADA系統時(shí)運行的安全性。3)高可靠性。運東污水處理廠(chǎng)肩負滄州市運河以東污水處理和中水回用的重任,因此,系統必須具有高可靠性,并能保證遠程SCADA監控系統的不間斷運行,同時(shí),還必須保證監控數據遠程通訊的可靠和穩定。4)高效率的歷史記錄。中控室的歷史生產(chǎn)數據是優(yōu)化生產(chǎn)、提高管理水平的依據,因此應建立高效率的歷史數據庫,專(zhuān)門(mén)記錄各個(gè)分站設備的運行情況、生產(chǎn)數據及在線(xiàn)儀表值。5)完善的報警機制。由于每個(gè)值班人員都在值班室值班,只是間隔大約--小時(shí)才到現場(chǎng)控制柜記錄數據,因此中控室完善的報警機制對于系統的安全運行至關(guān)重要.系統必須能夠判斷自身的運行情況自動(dòng)產(chǎn)生報警信息,并能夠及時(shí)將報警信息顯示到系統畫(huà)面上,同時(shí)以聲音報警提示中控室值班人員。4通訊協(xié)議一般來(lái)說(shuō),SCADA系統與PLC的遠程通訊協(xié)議主要有TCP協(xié)議和UDP協(xié)議兩種[2],TCP協(xié)議傳送數據前需要首先建立連接,錯誤的數據將會(huì )自動(dòng)重發(fā)，因而可靠性好,但網(wǎng)絡(luò )負擔較重;另一種是UDP協(xié)議,這種用戶(hù)報文協(xié)議是一個(gè)無(wú)連接協(xié)議，發(fā)送方只負責發(fā)送數據，因此不能確保數據傳輸完全正確,但它占用網(wǎng)絡(luò )資源較少?？紤]到該系統中調度中心與現場(chǎng)各分站的通訊是遠程通訊,必須保證數據的可靠性,因此運東污水處理廠(chǎng)選用TCP協(xié)議作為通訊處理模塊與PLC之中國煤化工充采用校驗編碼技術(shù)對通訊數據進(jìn)行編碼,采用ModbusPlus與PLC進(jìn)行遠程YHCNMHG5結束語(yǔ)運東污水處理廠(chǎng)自采用SCADA系統運行以來(lái),使值班人員能準確地在調度中心遠程監控現場(chǎng)各種設.第4期韓忠才等:SCADA系統在污水處理廠(chǎng)中的應用41備的運行情況,及時(shí)記錄各種設備的運行數據.因此，需要的值班人員很少,減輕了勞動(dòng)強度,降低了能耗,實(shí)現了污水廠(chǎng)管理的先進(jìn)性、安全性和高效性,每年可以為排水公司節省不少生產(chǎn)管理成本。參考文獻[1]李麗.計量站遠程監測SCADA系統的設計分析[J].徽計算機信息，2003.(8):28-29.[2]王同浩. 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