1. 項目背景介紹

   吉林省延吉市污水深度處理廠(chǎng)是在先前已有廠(chǎng)區的基礎上新添加一些工藝車(chē)間以及設備，原廠(chǎng)區的自控系統是由北京機械自動(dòng)化研究所使用AB的PLC以及軟件來(lái)實(shí)施的，由于畫(huà)面制作的效果達不到業(yè)主的要求，所以這次延吉污水處理廠(chǎng)建造的過(guò)程中包含了先前自控系統的改造工程。因此，為了更好地滿(mǎn)足業(yè)主的要求，保證生產(chǎn)的連續性、可靠性和安全性，及時(shí)地了解和掌握污水深度處理過(guò)程各工藝階段的運行狀態(tài)并能及時(shí)地進(jìn)行調整，將污水處理系統置于自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )監控系統監控之下，本項目監控SCADA系統采用了北京亞控科技發(fā)展有限公司的KingSCADA軟件和工業(yè)數據庫軟件。

   2. 項目目標與原則

   2.1高可靠性與高穩定性

   為確保系統能夠長(cháng)期穩定且可靠地運行，整個(gè)系統必須滿(mǎn)足以下要求：

   在新廠(chǎng)區，主干網(wǎng)采用環(huán)形冗余方案，以保證高可靠性。單一點(diǎn)的鏈路中斷不會(huì )造成網(wǎng)絡(luò )通訊的中斷；采用基于工業(yè)以太網(wǎng)的分布式監控，體現集中管理分散監控的原則，保證工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )監控系統的高可靠性與高穩定性；新廠(chǎng)區的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )監控系統完全具備獨立運行的能力，并在此基礎上向老廠(chǎng)區提供所要求的新廠(chǎng)區系統運行的主要技術(shù)參數；監控中心及現場(chǎng)監控站必須具有完善的抗干擾、防雷等技術(shù)措施；具備冗余供電功能；在上位機發(fā)生故障或通信中斷時(shí)，現場(chǎng)監控站亦可獨立完成下屬設備的基本監控功能；新廠(chǎng)區除監控中心外，其余車(chē)間級監控分站核心監控設備主要采用PLC，要求PLC冗余熱備，并具有自診斷（檢錯）與容錯功能。

    2.2高開(kāi)放性

  新廠(chǎng)區工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )監控系統對用戶(hù)最大限度的開(kāi)放。今后，設備的增減、監控方案的選取、系統的擴縮及系統的管理與日常維護等，用戶(hù)都可以在兼容、友好的設備環(huán)境下便利地自己完成，所有硬件接口，軟件協(xié)議全部按開(kāi)放性的標準設計、編制。

   2.3操作的實(shí)用性和便捷性

  本系統要求對新廠(chǎng)區的數據在老廠(chǎng)區綜合樓中心控制室進(jìn)行統一管理，如記錄、歸檔、統計、查詢(xún)、打印等。友好的人機接口，能滿(mǎn)足用戶(hù)快捷、清晰地了解新廠(chǎng)各工藝的運行情況，明晰顯示故障報警點(diǎn)的位置與故障特征，操作員可通過(guò)鼠標、鍵盤(pán)等設備的操作便可完成畫(huà)面切換、數據存儲、統計查詢(xún)和報表打印等各種操作。

  3. 項目實(shí)施與應用情況詳細介紹（詳細介紹推薦項目的規劃、實(shí)施與應用的詳細情況，突出項目創(chuàng )新性、重點(diǎn)與難點(diǎn)問(wèn)題及解決思路等。）

     3．1 系統配置 

                     

   
  3．2 應用軟件部署

  污水深度處理廠(chǎng)自控系統分為三級監控：污水深度處理廠(chǎng)監控中心（設在凈水間）、車(chē)間級現場(chǎng)監控分站（各設在凈水間、提升泵房、送水泵房、鼓風(fēng)機房）、現場(chǎng)控制箱。

   通過(guò)上位機權限設置，監控中心可監控現場(chǎng)主要設備的運行參數。兩臺互為備份的監控計算機采用組態(tài)軟件進(jìn)行監控系統組態(tài)，所有的組態(tài)都可在服務(wù)器上實(shí)現。

  車(chē)間級監控站采用PLC作為核心直接監控現場(chǎng)水處理工藝過(guò)程單元。本系統設計4個(gè)車(chē)間級監控分站，分別是提升泵房分站、凈水間分站、鼓風(fēng)機房分站、送水泵房分站。每個(gè)分站選用CPU、電源、輸入輸出模塊、通訊模塊等設備，采用與監控系統統一品牌液晶顯示操作屏作為人機界面接口。

   車(chē)間級監控分站的任務(wù)是在分站所在車(chē)間進(jìn)行下屬現場(chǎng)設備運行工況信號與工藝參數的采集、檢測和監控，并通過(guò)分站的人機界面監控系統運行狀態(tài)，適時(shí)對設備進(jìn)行操作，同時(shí)向監控中心傳送實(shí)時(shí)數據。

   車(chē)間級監控站利用總線(xiàn)與現場(chǎng)設備連接，采用液晶顯示操作屏及組態(tài)軟件實(shí)現人機界面。

   新廠(chǎng)監控中心與各車(chē)間級監控分站之間采用工業(yè)以太網(wǎng)交換機組成主干環(huán)形光纖工業(yè)以太網(wǎng)，采用TCP/IP協(xié)議傳輸數據，以保證通信的可靠性和較好的適應性。各分站PLC采用以太網(wǎng)通訊模塊連接以太網(wǎng)，上位機通過(guò)網(wǎng)卡連接至以太網(wǎng)。

  每個(gè)車(chē)間級監控站的數據監測可在現場(chǎng)控制箱進(jìn)行，也可在新廠(chǎng)監控中心進(jìn)行。每個(gè)車(chē)間級監控站及其下屬設備的參數修改及控制調整應在現場(chǎng)控制箱進(jìn)行，尤其是重要設備（如水泵、風(fēng)機及其他大型機械設備）的臨時(shí)啟動(dòng)控制，只限在設備本地控制箱進(jìn)行。

  上位機軟件要實(shí)現對現場(chǎng)設備的監控，包括液位的測量和超高、超低報警；水泵的運行狀態(tài)、手動(dòng)/自動(dòng)狀態(tài)、常用/備用狀態(tài)、故障報警；電動(dòng)閥門(mén)的閥位（調解閥）、運行狀態(tài)和故障報警，閥門(mén)的啟閉應設有超時(shí)檢驗功能；大型水泵的出水壓力、軸承溫度、繞組溫度、運行狀態(tài)和電氣、機械綜合故障；低壓側各母線(xiàn)段的電量監視和失壓、過(guò)電壓、過(guò)電流報警；各主要進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)和故障跳閘報警；電源狀態(tài)和備用電源的切換情況；變壓器的運行狀態(tài)和高溫報警；各饋線(xiàn)的狀態(tài)監視、主要饋線(xiàn)的電量監視和跳閘報警。

  3．3 項目的功能特點(diǎn)

  3.3．1 雙機冗余設置

  新建污水深度處理廠(chǎng)監控中心使用兩臺互為冗余的服務(wù)器作為上位機組（工程師站）監控新廠(chǎng)的運行狀況，監控中心可調用各車(chē)間級監控分站和現場(chǎng)控制箱的全部運行信息。主機和從機通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò )連接，正常情況下主機實(shí)時(shí)跟設備通訊完成實(shí)時(shí)監控；主從機間進(jìn)行心跳檢測，一旦從機發(fā)現主機異常，將立即切換取代主機實(shí)現主機的功能。

  3.3．2 設備多樣化

   延吉市污水處理廠(chǎng)的PLC設備包含三個(gè)品牌，包括先前老廠(chǎng)區的AB的PLC、未使用的西門(mén)子的PLC以及新建廠(chǎng)區歐姆龍的PLC，硬件設備的品牌繁多，對我們軟件的兼容性以及數據傳輸的能力都是一種考驗，在實(shí)際工程中，KING SCADA完美的實(shí)現了對各種品牌PLC數據的采集，保證系統的穩定性，數據的完整性和準確性。

  3.3．3 數據存儲保障

   該項目中數據存儲部分使用的是KING Histrian，歷史數據庫可儲存的時(shí)間范圍由客戶(hù)自由定義，儲存精度達到毫秒級；該歷史數據庫模塊必須提供高效的查詢(xún)效率，在利用趨勢圖展示某個(gè)變量的過(guò)去一年的趨勢曲線(xiàn)時(shí)，查詢(xún)時(shí)間不能高于3秒；該歷史數據庫模塊具備冗余功能，冗余切換時(shí)間短于2秒，在切換中不能丟失任何歷史數據。

  4. 效益分析

  整個(gè)水廠(chǎng)自動(dòng)化工程自投運以來(lái)，系統一直穩定、安全地運行著(zhù)。為水廠(chǎng)減輕勞動(dòng)強度、降低生產(chǎn)成本、供水水質(zhì)改善方面有了質(zhì)的提高，完美的實(shí)現了對現場(chǎng)工況的展示，達到了業(yè)主對性能上的需求，自動(dòng)化水平達到了國內一流水平。 

                      

                                             圖1初始界面

                                                圖2  粗格柵

                     
                                             圖3  細格柵

                     
                                                    圖4  曝氣池

                       

             圖5  初沉池

                     
                                                    圖6  鼓風(fēng)機房     

             圖7  報表系統

                     
                                                      圖8設備運行管理