基于紫金桥监控组态软件的监控水处理系统

关键词：紫金桥 污水处理 监控 组态软件
一、概述
污水处理有多种工艺，各污水处理厂采用的污水处理工艺、设备、土建工程、地理环境等不同，但处理的流程及控制点是有共性的。
根据工艺流程、控制点及现场设备的安装地理环境，采用先进的管理控制技术，系统分为控制层、监控层、管理层三层进行监测和控制。控制层分若干个PLC子站分别对厂内设备、及监测点进行控制、监测，采集信号，控制生产设备；监控层，在厂内设中心控制室，对于独立运行的污水处理厂，中控室有二个功能，一是监控全厂的整个生产过程，二是将有关污水处理厂的运行状况上传污水处理厂监控中心；对于由污水处理厂监控中心直接监测控制运行的污水处理厂；将有关污水处理厂的运行状况及有关信息上传污水处理厂监控中心，将污水处理厂监控中心执行指令下传给各PLC，由PLC控制各现场仪器及仪表；管理层主要在污水处理厂监控中心完成。系统同时还充分考虑特殊情况下的现场手动控制。
控制范围包括进水闸门进入水量、闸门紧急关闭设备进行相应的控制；除渣机粗格栅和细格栅控制；污水提升泵站恒速及调速泵控制；除砂机控制；初次沉淀池设备包括刮泥机、排泥泵、泡沫去除设备等，重点考虑排泥泵控制；曝气池设备控制，由于污水中污染物的去除主要在曝气池中完成，因此曝气池的运行状况在某种程度上决定了整个处理系统的处理效果。向曝气池供氧所需的运行费用也占总运行费用的很大比重。影响曝气池运行的因素很多，如污泥龄，溶解氧(DO)浓度；混合液悬浮固体(MLSS)浓度，污泥回流比和BOD污泥负荷等。合理地控制这些影响因素能有效地提高曝气池的处理效率，所以；曝气池的自动控制对整个处理系统来说是至关重要的，包括供气量的控制、回流污泥量控制，供气量的控制主要有恒定供气量控制、与进水量成比例控制、定DO浓度控制；回流污泥量控制主要有定回流污泥量控制、与进水量成比例控制、定MLSS浓度控制；二沉池排放剩余污泥控制，排放剩余污泥控制主要有定污泥排放量控制、间歇定时排泥控制、定污泥龄控制、随机排泥控制；浓缩池排放浓缩污泥的控制，浓缩污泥排放的控制方法主要有用计时器控制排泥泵的启动与停止、用计时器和预置计数器控制每日排出一定量的浓缩污泥等；厌氧地温度、污泥投配与排出和搅拌控制；污泥浓缩脱水药品控制、脱水机控制。
污水处理厂监控中心的作用主要是监视或监控制远方各个现场污水处理厂的生产运行；同时将各个污水处理厂生产运行状况等信息上传有关管理部门，同时考虑未来工作的可扩展性，应选用以下设备：高性能交换机、高性能双机热备服务器、工业控制计算机、高清晰度彩色显示器、针式打印机、不间断电源、管理计算机、激光打印机、工作台、文件柜、转椅，消耗品、大屏幕投影屏、工业键盘、连接各污水处理厂的通信设备等。同时建成网络系统。
二、计算机监控管理程序主要功能及设计思想
1、操作与监控：主要是对污水处理厂数据采集及控制自动化系统的控制参数设置；完成数据采集及控制自动化系统的组态；监控生产作业过程，包括显示控制过程画面和实时数据，显示系统总体框图；绘制重要参数的变化趋势图；显示重要设备的工作状态；历史数据的统计分析和存储；辅助管理日常生产业务，提供决策参考。
2、事故报警：生产过程中的检测量超标时，系统自动报警显示，并通过报警打印机打印输出，形成记录文件；生产过程中的自动状态下的控制设备发出故障信号或失去控制时，系统自动报警显示；并通过报警打印机打印输出。形成记录文件；报警数据自动存储以备事后分析。
3、数据存档和生产报表：系统自动生成日报表、月报表和统计报表，通过报表打印机打印输出，形成生产记录文件，并且文档可由EXCEL或其它电子表格软件进行自定义处理；具有时间和事件控制存档；可与其他 Windows程序进行动态数据交换。
三、污水处理厂监控中心软件具体功能设计
污水处理厂监控中心软件所要实现的主要功能是对下属各个污水处理厂的运行情况进行监视和控制。
1、监视和记录各个污水处理厂的工作参数：主要包括人口污水流量和出口达标净水流量；集水池的液位、液位报警；粗格栅系统上下游液位差、液位差报警；细格栅系统上下游液位差、液位差报警；进水泵站处的H2S泄漏参数；生化反应地厌氧池的PH值、好氧池的溶解氧量及鼓风机气体流量值；鼓风机房气体出口压力值，鼓风机轴承温度和润滑油温度；污泥池的液位；污泥浓缩和脱水机房的污泥流量。
2、设备运作状态：主要包括每台泵的电机运转情况，包括所用泵的号码、启／停状态、电机温度、电机工作；电流和电压、电机报警；软启动器的工作状态，包括正常或故障、启/停、报警。流量计、液位计、PH检测计等的维修状态。
3、各个信息的历史记录：主要包括设备(泵、软启动器等)运行时间、故障次数、原因及维修记录；各个污水处理厂的日或月处理水量的统计；污水处理厂内各个设备的运作调度记录。
4、监视控制：污水处理厂监控中心能直接控制各污水处理厂的生产及运行，直接下达实时控制指令，控制下属污水处理厂的工作：主要包括开启／关闭某个污水处理厂的运作；启／停某个污水处理厂内某台设备(优先级高于污水处理厂的部门级控制中心)；下达非实时性控制或维护指令，指导下属污水处理厂的辅助工作，包括设备检修等。
5、数据共享：将污水处理厂生产及运行的各种信息，甚至主要关键设备的运行状况，按各类管理部门需要上传至有关部门。
四、系统功能及效果
通过建立污水处理厂监控中心，实现污水处理厂生产运行的远程监测或监控，预计可产生如下效益：
1、建立污水处理厂监控中心，建成以PLC、工控计算机、管理计算机、服务器、计算机网络及各类软件系统为核心的污水处理厂实时管理控制系统，自动监测或监控污水处理厂设备及生产运行，达到污水处理厂远程监测或监控自动化、管理信息化。
2、建立污水处理厂远程监控系统，污水处理厂内自动化控制及技术水平得到全面显著提升，可以安全、可靠地实现各种复杂的污水处理工艺流程，减少人为因素带来的可能事故和隐患，保证污水处理出水水质，同时减轻劳动强度，提高工作效率和效益。
3、使污水处理厂生产运行及管理产生质的变化；部门职能发生转变，削减冗余部门及人员，部门优化重组减员增效。
4、通过建立污水处理厂远程监测、监控系统，实现对各污水处理厂内设备的有效调度和控制，节约能耗，实现增效。
5、建立污水处理厂监控中心达到各污水处理厂管理的集中监测或监控，在污水处理厂监控中心和主管职能部门，能及时方便地了解掌握污水处理厂的生产和运行情况，实现对污水处理厂的有效管理和实时监督特别是对一些需要强化监督管理的工矿企业污染源等污水处理厂，效果尤其显著。

污水处理厂监控中心的作用主要是监视或监控制远方各个现场污水处理厂的生产运行；同时将各个污水处理厂生产运行状况等信息上传有关管理部门，同时考虑未来工作的可扩展性，应选用以下设备：高性能交换机、高性能双机热备服务器、工业控制计算机、高清晰度彩色显示器、针式打印机、不间断电源、管理计算机、激光打印机、工作台、文件柜、转椅，消耗品、大屏幕投影屏、工业键盘、连接各污水处理厂的通信设备等。同时建成网络系统。