北京市怀柔污水处理厂自动控制系统改造方案———北京市怀柔污水处理厂自动控制系统改造方案
北京金控自动化技术有限公司

一、概述 怀柔区污水处理厂一、二期共计日处理量5万吨,再生水处理量5万吨,污水处理工艺采用A/A/O工艺,再生水处理采用某公司的MBR膜工艺,整体工艺运行良好。由于历史原因,污水处理自控系统与再生水处理自控系统独立运行,互不影响,但系统结构不完善,数据采集不全面,给用户的使用带来一些不便,本次系统改造即是针对系统中存在的问题进行改造。 二、实际情况分析 1、污水处理系统 1.1简介 污水处理自控系统(以下称“污水系统”)由某公司负责集成,主要采用施耐德品牌的设备,PLC采用Primium系列,共7个PLC分站,通讯方式采用总线通讯,上位软件采用AB公司的RSView组态软件,I/O点数约2000点,原系统结构图如下: 1.2系统存在的问题 (1)通讯方式落后 由于污水系统建立较早,采用了较早的CANopen总线通讯方式。该方式相比于施耐德公司MODBUS TCP/IP以太网方式具有通讯速度慢、可靠性低、拓扑结构落后等缺点。特别需要注意的是,作为总线通讯的主干线路,如果发生断路,则该断点之后的总线通路上的所有数据将无法与主站进行通讯,主站将无法对这部分子站中的设备进行监测和控制,直接影响到正常生产。 (2)PLC与上位软件不配套 PLC采用了法国施耐德公司的产品,上位软件采用了美国罗克韦尔公司的产品,就使得他们的通讯不能采用任何一方的特有方式,不利于两种产品之间的稳定通讯,不利于日后的扩展。 2、再生水系统 2.1简介 再生水MBR处理自控系统(以下称“MBR系统”)由某公司负责集成,主要采用西门子品牌的设备,PLC采用S7-300系列,共3个PLC分站,采用TCP/IP光纤以太网通讯方式,上位软件采用Wincc组态软件,I/O点数约1000点,原系统结构图如下: 2.2系统存在的问题 (1)数据采集不完善 MBR系统没有将现场的所有设备信号采集到上位监控系统中,因此,对一些重要设备的监控不及时、不准确,数据不完善,并且不能实现远程控制,操作不方便,给运营管理人员造成工作上的不便。 (2)网络拓扑结构不合理 MBR系统采用了光纤以太网方式进行通讯,网络拓扑结构采用了星型连接,虽然问题没有污水系统的严重,但是,如果中控室与现场通讯的主光纤断路的话,中心控制室就无法与现场PLC进行通讯,无法对现场设备进行监测和控制。 作为该污水处理厂的整个自控系统来说,可以总结成以下两点:(1)自控设备先进,工艺运行良好;(2)自控系统没有合理组合,品牌太多,造成系统不兼容,扩展性差,使用不方便。 由于污水和MBR的自控系统采用了法国施耐德、德国西门子、美国罗克韦尔三个不同品牌的PLC和组态软件,并且互不兼容,通讯方式不同,因此,两套系统不可能在现有平台基础上进行合并或整合,只能分开使用,使用上不方便,也为将来污水处理厂的扩建升级留下了隐患,也成为本次改造工作的重点。 三、改造方案 随着技术的创新和不断发展,污水处理厂的自控系统发挥了越来越重要的作用,管控一体化技术不断在污水处理厂实现和发展。光纤以太环网技术已经成为主流,具有速度快,扩展性好,兼容性好等优点,下图为目前较为典型的某厂自控系统结构图。虽然目前该污水处理厂还达不到此案例中的先进程度,但可以据此结构确定未来改造或扩建方向。 1、改造原则 根据自控技术的发展趋势和该污水处理厂自控系统的现状,我们确定以下改造原则: (1)坚持主干,丰富枝叶 (2)统一平台,易于扩展 (3)立足现实,完善创新 2、改造方案 根据该污水处理厂的实际情况和我们在自控领域的专业经验,我们认为,解决目前的问题仍然需要依靠现有底层PL