小型污水处理DCS方案

（四开）
个
5 凤凰端子
个
电源插座 3 眼/2 眼通
6用
个
7 继电器
个
8 空气开关
220VAC 10A
个
9 空气开关
220VAC 2A
个
11 操作台
张
V 不间断电源系统(山特)
容量：10KVA；方式：智能型在线式；备用时间：满 1 载－9 分钟，半载－21 分钟；单相 220VAC 进、单相 套
220VAC 出
泵房提升：为了能让污水顺利的通过后续的设备，这样就要求提高水头的高 度，使水头产生一定的重力加速度，产生一定的动能。
一次沉砂处理：在第一次的格栅过虑中，大块的杂质被去除掉，现在通过沉 砂池去除污水中裹携的砂、石与大块颗粒。
一次沉淀池：将水中的悬浮物尽可能的沉淀去除，大体能去除 50％的悬浮物， 25％左右的 BOD.
小型污水处理厂 计算机控制系统(DCS)方案
编制： 校对： 批准：
上海又迅自动化技术有限公司
Shanghai Youxun Automation Tech. Co.， Ltd.
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2006 年 10 月
工程实物图片
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VIA Eden ESP6000 (667 MHz) 低功耗 CPU 带特殊散热模块 Size
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小型污水处理厂计算机控制系统(DCS)介绍
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VIA VT8606 芯片组内置 Savage4 AGP 4X 显卡 双 10/100Base-Tx 快速乙太网 RJ-45 接口 集成 AC-97 2.0 Sound Blaster 兼容声卡 Mic-In, Line-In, Line-Out 接口 支持 Type I / II Compact Flash Disk 2 串口 / 2 USB / 1 并口
一、污水处理的工艺介绍
随着工业的不断发展，城市污水的净化和处理成了人们日益关注的问题，而 所谓的污水处理就是人们利用各种设备和工艺技术把污水中含有的污染物质从水 中分离去除，使有害物质转化为无害的物质、有用的物质，使水得到净化。污水 的处理有不同的工艺，不过在大的方面都是大同小异的；污水处理的工艺流程大 体分为：格栅处理、泵房提升、沉砂处理、一次沉淀池、曝气池处理、二次沉淀 池处理、泥浆制备、昭气利用。它的工艺流程图如下所示：
名词解释
BOD：指生物需氧量，也就是微生物降解一升污水中有机物所需的氧量。一 般用 BOD 表示废水中有机物的一个指标。
厌氧消化过程：在断绝与空气接触的条件下，依赖兼性厌氧菌和性厌氧菌的 生物化学作用，对有机物进行降解的过程。
格栅处理：从工厂排出的原污水必须先经过这一步，目的是通过格栅的作用， 把污水中带有的大块的杂质截留下来，防止造成后面管道的堵塞。
本文以某某污水处理厂工程为例，着重介绍仪表自控系统的硬件设计。
该工程近期规模为 2 万 m3/d，处理工艺为 SBR 工艺方案。检测点流程图如下：
1、控制原则
该污水处理厂处理规模较小，但采用了序批式活性污泥法的 SBR 工艺，该工 艺要求反应池需要严格按照预先设定的工艺步骤顺序完成不同的功能，其各工艺 设备均有严格的逻辑时序，工艺的时序性对自控系统的要求较高。结合以上特点， 控制系统采用 DCS 自动控制和就地控制箱现场控制两种方式，SBR 工段为全部自 动控制。在 MCC 或现场控制箱上设有手动/自动转换开关。就地手动操作具有最 高的优先权，转换开关置于手动位置时操作人员只能实现机旁操作，只有在转换 开关置于自控位置时才可由 DCS 按照预先编制好的程序进行自动控制，因此操作 人员可根据实际情况进行不同状态的切换。同时电气设备的运行状况，故障信号 被送到中心控制室。全部检测仪表信号均在控制室监测。为使控制系统做到简单、 可靠，同时做到关键工艺段全自动运行，设计中要求预处理等成熟的设备由工艺 厂家自带现场控制箱，设备的连锁运行通过现场控制箱实现，运行状态信号传送 至中控室监控管理计算机，核心部分如 SBR 池的运行通过 DCS 编程实现，这样 既保证了控制系统高水平，减少运行、管理人员，又降低了投资成本。
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报警记录功能
3、控制软件
含有 100 多种功能模块算法；有 512 页功能块作图；具有虚拟 CSM 功能； 所见即所得的全图形化组态方式；在线的上、下装，在线的模块增减，在线的参 数修改功能。
控制策略组态调试工具
三、DCS 的软硬件介绍可参见公司介绍样本或登陆公司网站： www.autoyx.com
二、DCS 系统介绍 1、DCS 系统控制功能
按污水处理厂生产工艺流程的特性，可将系统划分为如下几个子系统：
机械处理部分
完成对污水泵、粗细格栅、沉砂池搅拌器、空压机械的状态监控，实施泵阀 联动、备用轮换、格栅清洗等控制操作。
生化处理部分：
完成对处理工艺参数的监测控制，如对溶解氧、污泥浓度、pH 值、ORP 值 等参数的测控。对曝气设备、搅拌设备、排水设备、污泥回流泵、鼓风机等进行 操作控制，以满足对处理出水水质的要求。
IOS7
加氯间
DI 62 32 32 32 32 44 32
DO 24 12 12 12 12 9 8
AI 9 4 4 4 4 5
AO 2
智能电量传感器 6 1 1 1 1 3 2
3、系统图
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配置又迅 IO 组件的系统实物图(工程调试中照片)
块
7 又迅 AIEx 模块
块
8 又迅 RTD 功能块
块
IV 机柜部分
1 电源（5V）
5VDC/10A
只
2 电源（24V）
24VDC/350W
只
智能电量传感器
测量电机的 三相电压、电流、频率、 功率、功率因数
3 控制柜
800×600×2000
套
IO 站控制柜
800×600×1000
套
4 ABW140
不带罩和泉紧急式硬手操按钮
四、工程举例
由于 SBR 工艺是间歇运行，具有较强抗冲击负荷的调节能力，适用于水质水 量变化较大的情况，且 SBR 工艺布置紧凑，池深不受限制又省去二沉池和回流污
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泥泵房，在小型污水处理厂设计中，SBR 工艺广泛的被采用。
嵌入式控制器介绍：
YX-IPC(又迅嵌入式工控机，如下图) 是面向工业应用的超紧凑、无风扇、全 密封的坚固型嵌入式设备，是专门为要求低功耗的有限空间应用而设计的。它的 所有电子器件都在一个坚固的金属外壳中。该产品无需使用风扇。它带有 2 个 LAN、 2 个 USB、2 个串口和多媒体接口。强大的控制和通讯功能，满足不同应用要求。 是用于独立和嵌入式应用的理想解决方案。是用于各行业自动化系统数据集中、 通讯规约转换、系统互联的理想设备。
6 个远程 I/O 站
分别在 4 座 SBR 池（代号分别为 IOS2、IOS3、IOS4、IOS5）、脱水机房（代 号为 IOS6）、加氯间（代号为 IOS7）设置远程 I/O 终端，负责全部设备运行状态
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新陈代谢能力。
二次沉淀池：通过这一步把污水中残留的有机物沉淀掉，这样污水就变成了 可以循环使用的净水了。
泥浆制备：为了不造成二次污染，把从废水中沉淀出来的污泥进行处理。首 先采取污泥浓缩、有机物浓缩、重力浓缩等方法。然后再进行泛氧中温消化。而 对于重金属超标的污泥，经过脱水处理后要妥善处理，一般需要填埋。
1.7 系统硬件使用手册
2 工程图纸（包括竣工版）
2.1 DCS 总图
方式
一联会 随机 随机 随机 随机 随机 随机 （含 1 套光盘）
型式规范
单位 制造厂
I 控制器/操作员站（OPU/CSM）
1 主机产品
PⅣ≥1GHz/256MB DRAM /鼠 标 / 键 盘 /≥40GBHD/ 显 卡 台 /CD-ROM（48X）/网卡*3
2 LCD
17”彩色 LCD（1280×1024） 台 SAMSUNG
II 高速公路（实时网）
1 交换机
3 CSM 监控软件
3.1 32 位实时控制套件
方式 随机 随机
随机 随机 随机 随机 随机
随机
单位
数量
套
1
套
1
套
1
套
1
套
1
套
1
套
1
套
1
7、资料的提供
序号
名
称
1 资料、说明书
1.1 传递图（设计过程中提供）
1.2 系统说明书
1.3 操作说明
1.4 安装调试手册
1.5 工程师站软件用户手册
1.6 操作员站软件用户手册
4 口 10/100Mbps
套
D-Link
2 RJ45 预制电缆
套
3 485 通讯模块
块
III I/O 部分 又迅 IOAsm 模块
1 又迅 8 路 4~20mA 模拟量输入模块
块
3 又迅 2 路隔离模拟量输出模块
块
4 又迅 16 路数字量输入模块
块
5 又迅 16 路数字量输出模块
块
6 又迅 CPU 通讯模块
山特
数量
2
2
3 1 12
7 2 24 8 7 6 7
2 2 15 1 6
1 658
2 100
1 2 1
1
6、软件配置
序号
名
称
方式
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单位
数量
10
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序号
名
称
1 系统软件
驱动程序（打印机、网 1.1 卡、显卡等）
曝气池处理：通过微生物的新陈代谢，把污染物分解成 CO2 和 H2O 曝气处理 在现在的工业废水处理中分两个基本形式：1) 液相相流体主动运动型。2) 气相流 体主动运动型。曝气的目的就是让气相与液相产生更大的接触面，加快微生物的
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2、系统的组成
本系统为 2 台互为冗余的工业计算机和下属 I/O 站组成；根据工艺特点及构筑 物的布置和现场控制的分布情况，设置一个若干个现场子站，能节省大量电缆， 提高运行可靠性；各子站划分如下：
1 个主控室站，代号为 IOS1（IO Station 1）
主控室站置于变配电间，DCS 主要设备，如 2 台互为冗余的工控机，UPS， 并放置一个 IO 子站，负责粗格栅及进水泵房、细格栅站、 曝气沉砂池、鼓风机 房及出水等部分设备的自动控制和数据采集；若干智能电量传感器（测量电机的 三相电压、电流、频率、功率、功率因数），用于监视水泵电机的状态。
2 操作员软件包
2.1 基本报警管理系统 包括
报警一览
报警历史
未确认报警列表
报警复归列表
报警过滤
报警优先级
2.2 趋势显示
包括
实时趋势显示
X-Y 趋势显示
历史趋势显示
2.3 图象监控软件
2.4 点信息系统
2.5 杂项显示
包括
棒图显示
成组显示
操作员事件信息
2.6 自诊断显示
包括
系统概貌
节点状态
网络错误信息一览
的信号上传和 SBR 池设备的自动控制；每个子站有若干智能电量传感器（测量电 机的 三相电压、电流、频率、功率、功率因数），用于监视水泵电机的状态。
各 I/O 站的点数：
子站代号
中文名
IOS1
主控室站
IOS2
1#SBR 池
IOS3
2#SBR 池
IOS4
3#SBR 池
IOS5
4#SBR 池
IOS6
脱水机房
污泥处理部分：
监测控制污泥缩池、污泥消化池、污泥脱水机及干燥设备的运行参数和状态。 另外对全厂的供配电系统进行监控管理。
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2、污水处理厂 MMI 人机界面示例
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MMI 手操器图形
趋势显示功能
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内置 2.5” 硬盘架 真正免风扇
4、仪表检测点的选择
污水厂仪表的设计主要根据不同的工艺流程，找出关键的检测点和检测参数, 用最少的仪表投入,来最大限度的满足生产管理人员对工艺过程的自动控制和全 面、准确的监视、管理。特别是对于小型污水处理厂一定要避免多而全的设计理 念，在核心工段进行检测、控制，降低日常维护量，节省一次性投资。
根据上述的控制原则，DCS I/O 表设计如下：
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5、硬件配置 共 分 7 个 IO 站。
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序号
设备名称