中水回用自控系統(tǒng)

  我國的水污染形勢(shì)嚴(yán)峻，水資源短缺問題十分突出，而中水回用則是緩解我國水資源危機(jī)的有效途徑之一?！爸兴币辉~源于日本。它是一種將城市和居民生活中產(chǎn)生的雜排水經(jīng)過適當(dāng)處理，達(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后，回用于沖洗廁所、清洗汽車、綠化或冷卻水補(bǔ)充等用途的非飲用水。因其水質(zhì)介于上水與下水之間而得名“中水”。

 中水是國際公認(rèn)的“城市第二水源”。中水回用不僅可以解決污水對(duì)城市環(huán)境的影響，還可以提高水資源可用總量，是城市重要的開源節(jié)流節(jié)水措施。同時(shí)據(jù)分析，隨著供水價(jià)格的逐步調(diào)整、趨于合理，中水作為“城市第二水源”的價(jià)值優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步凸現(xiàn)。

1、  項(xiàng)目工藝簡(jiǎn)介：

 工程采用“傳統(tǒng)活性污泥生物學(xué)處理工藝和浸濾式中空纖維膜物理性過濾工藝”相結(jié)合的MBR中水處理工藝，該技術(shù)被國際社會(huì)公認(rèn)為是最有發(fā)展推廣前景的重大技術(shù)之一，也是在發(fā)達(dá)國家重點(diǎn)發(fā)展而且比較成熟的一項(xiàng)實(shí)用技術(shù)。中水回用項(xiàng)目投入運(yùn)行后，產(chǎn)生了顯著的效益：

1、年減少用水量36萬噸；

2、年減少污水排放量36萬噸；

3、年減少COD排放量140噸。

2、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D：

 DCS監(jiān)控設(shè)備是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)與檢測(cè)中心之間的橋梁紐帶，一方面它采集現(xiàn)場(chǎng)儀表、變送器、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等信號(hào)，另一方面它又與檢測(cè)中心通訊，執(zhí)行有關(guān)命令。監(jiān)控設(shè)備一般無人值守，在本控制系統(tǒng)中采用了西門子S7-414H作為中央控制器，雙電源冗余，CPU采用雙機(jī)熱備。IPO模板采用ET200M擴(kuò)展連接。采用有源總線模塊和導(dǎo)軌使得系統(tǒng)可以支持IPO模塊的熱插拔；通訊模塊冗余設(shè)計(jì)。通訊協(xié)議采用Profibus協(xié)議，數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)12MPs，充分保證數(shù)據(jù)通訊的高可靠性與高速性，DCS系統(tǒng)采用了除IPO卡件以外真正冗余。

3、控制系統(tǒng)完成的主要功能：

(1)  監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi)每一個(gè)模擬量和數(shù)字量：對(duì)原水、濃水、產(chǎn)品水的流量、壓力、水溫、電導(dǎo)率、濁度、PH      值等檢測(cè)顯示；泵電機(jī)啟動(dòng)停止、運(yùn)行狀態(tài)、電壓電流的監(jiān)控；自動(dòng)閥門開關(guān)狀態(tài)，條件連鎖；系統(tǒng)開機(jī)、運(yùn)行、停機(jī)流程的自動(dòng)運(yùn)行，正常狀態(tài)下不需要人工干涉，避免操作失誤。

(2)  異常數(shù)據(jù)顯示并自動(dòng)彈出報(bào)警畫面確認(rèn)報(bào)警。對(duì)于系統(tǒng)所有的異常數(shù)據(jù)，均有報(bào)警畫面和數(shù)據(jù)的閃爍提示；泵電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的不正常工藝設(shè)備的故障狀態(tài)等，都可彈出報(bào)警畫面及故障確認(rèn)報(bào)警面。

(3)  建立趨勢(shì)畫面并獲得趨勢(shì)信息。所有的流量、壓力、溫度、濁度、以及PH值模擬量顯示等都可以建立立式畫面及趨勢(shì)畫面，并長(zhǎng)久保存在上位計(jì)算機(jī)內(nèi)，可以隨時(shí)調(diào)出查閱，方便生產(chǎn)管理和運(yùn)行維護(hù)

(4)  調(diào)整過程設(shè)定和偏置等。所有過程值，如原水進(jìn)水量、淡水出水溫度、高壓進(jìn)水壓力等都可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)在線調(diào)整。所加藥劑的配方可以根據(jù)需要保存在計(jì)算機(jī)內(nèi)，并根據(jù)配方自動(dòng)按比例加藥。

4、控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：

(1)  控制器S7-414H冗余系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)雙控制器冗余自動(dòng)切換功能，當(dāng)主控的CPU出現(xiàn)故障時(shí)，另一個(gè)CPU自動(dòng)地接替主控CPU的工作，切換時(shí)間為毫秒級(jí)。充分的保證了系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

(2)  通信冗余采用PROFIBUS—DP的協(xié)議的ET200MIPO站冗余通訊接口和電纜，實(shí)現(xiàn)與雙控制器（CPU）的冗余通訊，對(duì)于信號(hào)的采集及傳輸提供了保證。

(3)  電源冗余，10A直流電源冗余配置，用于CPU和模板供電，保證供電的可靠性。

(4)  系統(tǒng)在調(diào)試過程中由于工藝要求變動(dòng)較大，程序改動(dòng)比較頻繁，但是西門子STEP7編程軟件提供完善的符合IEC1131標(biāo)準(zhǔn)編程工具，包括梯形圖（LAD2ER）、語句表（STL）、連續(xù)功能圖（CFC）、順序功能圖（SFC）、結(jié)構(gòu)化語言（SCL）,且各種編程工具可混合使用，交叉引用非常方便快捷，另外系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)功能塊庫，提高了編程效率，縮短了工程周期。

(5)   畫面監(jiān)控軟件WINCC6.0（視窗監(jiān)控中心）是基于WINDOWS 2000PXP操作系統(tǒng)的開放型全圖形化人機(jī)操作界面，具有組態(tài)方便、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，擁有完備的工業(yè)圖形庫，如閥門、儲(chǔ)水罐、模擬傳統(tǒng)顯示儀表、管道等，方便了設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)的過程畫面。

5、應(yīng)用體會(huì)：

（1）水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)采用冗余，既滿足了工藝過程控要求又提高了系統(tǒng)的運(yùn)行安全性和可靠性，值得在規(guī)模較大的中水回用和海水淡化系統(tǒng)中推廣應(yīng)用

（2）CPU采用硬件冗余，編程與單個(gè)PLC沒有任何區(qū)別，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)調(diào)試中不需要做過多的考慮，因此可以把更多更多的精力放在對(duì)工藝過程的理解上，極大地節(jié)約了時(shí)間和精力；

（3）控制系統(tǒng)的可編程控制器和組態(tài)軟件均選用了同一家產(chǎn)品，可充分利用其內(nèi)部協(xié)議，數(shù)據(jù)資源共享性好，兼容性高，功能齊全，組態(tài)界面友好。