基于LK冗余方案的纪庄子污水处理厂自控系统升级改造

2011年10月21日15:52:07 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

葛立福1）江晓川2）于进2）
（天津市滨海水业集团，300381）

摘要 和利时LK系列PLC应用于天津纪庄子污水处理厂升级改造工程，根据污水处理厂工艺要求，提供了一种降低成本、节省空间、更优化的控制方案。本文介绍了控制系统的组成和软件设计思路。该污水处理厂自动化控制系统的全套硬件设备及软件设计工作由北京和利时自动化驱动技术有限公司完成，其自动化控制系统由一个中央控制室和4个PLC现场控制站组成。
关键词 和利时LK系列PLC；污水处理厂自控系统

1 引言

    纪庄子污水处理厂位于天津市河西区卫津河以西、津港运河以北、纪庄子排污河以南的区域，占地面积30公顷。纪庄子污水处理厂的污水处理工艺采用多级AO处理工艺。纪庄子污水处理厂升级改造工程是天津市污水处理工程项目之一，主要内容包括污水处理厂的工艺设备、电气设备和自控仪表设备等的升级改造。纪庄子污水处理厂服务于天津市纪庄子排水系统，升级改造工程的设计处理能力为45万吨/日。
    纪庄子污水处理厂升级改造工程的工作内容包括改造老系统曝气沉淀池、改造老系统初次沉淀池集配水井、改造老系统初次沉淀池、改造老系统初次沉淀池为厌氧池、改造老系统生物池、改造老系统污泥泵房、新建老系统接触池、改造老系统加氯间、改造扩建系统初次沉淀池为厌氧池、改造扩建系统生物池、新建扩建系统接触池、改造扩建系统污泥泵房、新建加药及碳源投加间、新增除臭系统。污水和污泥的处理工艺流程如图1所示。

                  图1 污水和污泥处理流程框图

2 污水处理自控系统的总体设计

2.1 系统总体设计
为了保证生产过程的安全可靠性和生产连续性，两个增补站继续使用欧姆龙CS1系列PLC，两个新增站采用基于和利时LK系列PLC的集中和分散相结合的自动化控制系统，实现对全厂工艺参数、电气参数和设备运行状态的监测、控制、连锁、报警以及报表打印等。通过主站和远程站间的通讯，完成整个工艺流程所必需的数据采集、数据通讯、顺序控制、时间控制、回路调节、上位监视和管理等功能。不仅满足了工艺流程的要求，而且还能实现安全生产，提高生产管理水平。整个系统由1个中央控制室和4个现场控制站组成。现场控制站由PLC系统和检测仪表组成，对各个工艺过程进行分散控制，再由中央控制室对全厂实行集中管理。

2.2    系统网络结构
    本系统的网络通讯结构具有简明、高效﹑开放的特点，将以前的五层通讯结构简化为管理层﹑控制层和设备层等具有优异通信功能的三层网络，如图2所示。管理层采用Ethernet网络，实现PLC与上位机之间、PLC与第三方设备之间的数据通信。控制层采用Profibus-DP网络，负责各个控制器与IO模块的通讯。
    设备层可以采用串行总线网络、Ethernet网络或Profibus-DP网络等多种。
    设备层网络用于实现开关﹑仪表和人机界面等现场设备与PLC之间的通信。
就地控制具有较高的控制权限。当自控系统由于一些不可抗力导致无法正常运行时，可以通过就地控制保证污水处理过程的连续性。将现场控制箱上的“就地/远程”旋钮切换至“就地”位置，通过箱上的“启动/停止”按钮实现就地手动控制。

图2 和利时LK系列PLC控制系统网络的三层体系结构

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