污水处理厂PCS控制系统

      石家庄桥东污水处理厂是一座日处理能力达到50万立方米的大型污水处理厂。主控制系统采用奥地利RESCHREITER公司开发的WinCC PCSR可视化监控系统（基于SCADA），这套系统是专为控制污水处理厂和净水厂而设计的。程序设计基于宏，通过特殊设计的功能与PLC 系统SimaticWinCC®直接通讯。所有配置与设置都保存在监控计算机的微软数据库中。

       桥东污水厂分为污水处理和污泥处理两个部分，污水处理采用AAO处理工艺,污泥处理采用了中温厌氧消化工艺，用到很多先进的技术工艺，有些技术在国内还是首次应用。全厂工艺流程如图所示。该厂最大的设计亮点就是能源的全面利用，污泥在消化池产生的沼气用来驱动沼气鼓风机和沼气发电机，沼气鼓风机和电动鼓风机一起为好氧池提供空气，沼气发电机发出的电能回馈到电网来满足本厂的部分电能需求，同时沼气鼓风机和沼气发电机的热能也得到充分利用，通过换热器交换热能为消化池加热，保持厌氧中温消化工艺所需的温度。为了避免沼气鼓风机和沼气发电机的维护期间所提供的热能不足，还加设了两台沼气锅炉来保持足够的热能供应。

      工程控制系统由中央控制室的上位计算机的监控管理控制系统和厂区的4个现场控制站、1个主控室模拟显示屏站组成PCS系统，-中央控制室和5个现场控制站之间以一个冗余的100Mbps光纤工业以太网环网组成一个有线数据通信网络系统。现场控制站采集大量的仪表数据和设备工况状态传送到上位机上，操作人员在主控室通过上位机就可以了解到现场每一台设备的工况和仪表的实时数据，并根据工艺要求进行设备的调整。

现场控制站全部采用西门子S7-400系列PLC和CP443-1组成，CPU414完成本站程序命令的执行，CP443-1执行CPU和上位机的以太网通讯。全厂共分为5个现场控制站，分别是：

1 PLC 0  MIMIC DIAGRAM 主控室模拟屏的控制单元，S7CPU414-3DP，DI 64∕DO 16

2 PLC 1 INLET STATION  进水控制站 ，CPU414-3DP， DI 128∕

 DO 32：进水泵，粗格栅，细格栅，初沉池。

3 PLC 2  BLOWER STATION 鼓风机站 CPU414-3DP  DI 64∕DO32 ∕ AI 16 ：厌氧池，好氧池。二沉池，鼓风机，沼气发电机，沼气锅炉，沼气干燥装置。

4 PLC 3 SLUDGE CONTROL ROOM污泥控制室 CPU414-3DP DI 128∕DO 32∕ AI 16：浓缩机房，消化池，脱水机房，预浓缩池，后浓缩池，湿式脱硫装置，火炬，沼气柜和除臭气系统

5 PLC 4 TRANSFORMER STATION 变压器控制站 CPU414-2DP DI 32∕ DO 32

      每个现场控制站和远程从站及设备自带PLC 的通讯，采用最大速率可达12MB∕秒的PROFIBUS现场总线,使信号传送的速度和可靠性都有了极大的提高。现场仪表的大量流量，温度，压力，PH值，液位，泥位，浓度等实时数据采用了现场总线的DP∕PA方式传送，只用一条双绞线实现了大量的信号传送，节约了大量的电缆。由于设备和现场控制站的距离很远，都在几十米以上，应用了现场总线支持的远程I∕O模块，来采集现场设备工况状态。共计应用了图尔克的BL系列现场总线模块20块，西门子的远程I∕O模块 8块。各种仪表320余台，阀门86台，泵51台。

      在现场设备中，污泥处理设备由于结构复杂，种类多，控制难度大，成为机械、电气维护的重中之重。尤其滤带式浓缩机和离心式脱水机更是重点维保对象，消化池的各种仪表和阀门的工作状况直接影响到厌氧消化工艺的运行，关系到沼气的产量，也不能予以忽视。最为重要的是沼气有易燃易爆性，沼气柜，沼气脱硫系统，沼气锅炉，沼气鼓风机，沼气发电机，沼气火炬等本质安全型设备安全无故障的自动运行应首先得到确保。