污水厂改造及扩建自控系统项目案例
本次工程包括对原污水处理厂一期改造及二期扩建,将总解决能力从1.0万m³/d提升至1.5万m³/d。该项目自控专业工程由永浩自控实施完成,最终实现污水处理全流程精准控制与高效管理。
一期改造部分保持现有中控系统及现场控制站硬件设备不变,新增一套远程 IO 控制单元,用于采集一期改造部分设备的信号参数,并接入一期中控系统。新建二期涵盖办公管理系统、生产管理、自动控制系统、安防视频监控系统及仪表等五大部分。
污水处理厂采用 “改良 A²/O 生化池 + 二沉池 + 高效沉淀池 + 反硝化深床滤池” 的主体工艺,预处理依托一期粗格栅及提升泵房、细格栅及沉砂池,出水依托一期紫外消毒及计量明渠出水。消毒采用紫外消毒工艺,臭气采用生物除臭滤池工艺,污泥处理采用高压板框压滤脱水工艺并外运。
该自控系统架构采用 “三层分布式 ” 设计模型 ,实现从设备控制到数据管理的全流程闭环:
底层以西门子 S7-1500PLC为核心,通过 PROFINET 协议连接现场设备,具备高速数据处理与热插拔能力,负责执行实时控制指令,适配污水厂的实时性需求。
二、中层监控层现场交互:MCGSpro 触摸屏提供本地图形化操作界面,支持参数设置与设备状态监控;中控集群:2 台SCADA冗余服务器通过双机热备保障系统连续运行,实时采集生产数据;1 立数据服务器存储工艺参数、报警记录等,支持 MySQL/PostgreSQL 。
三、上层管理层工程师站:YH污水厂自控系统基于 TIA 与 KingView 深度集成开发,支持 PLC 编程、系统组态及固件升级,通过权限分级管理保障系统安全;操作员站:定制化监控界面聚焦实时流程显示、设备控制、报警处理及报表查询,实现分层级操作管理。
四、系统协同逻辑:通过YH污水厂自控系统无缝对接,打通 “控制指令下发 - 数据采集 - 监控分析” 全链路,双机热备与权限管理机制确保系统稳定性,适用于高可靠性污水厂自动化场景。
中央监控系统设置于综合楼中央控制室,通过 10000M 以太光纤环网与现场控制站实现数据交换。系统配置了中央监控计算机、数据服务器、工程师站计算机、LED 屏、报警趋势打印机、报表报告打印机、工业网络交换机等设备,还可通过以太网交换机与管理系统来进行数据交换。
污水厂自控系统完成全厂工艺设备的运作时的状态、工艺过程参数的采集和监视,远程控制相关设备、设定运行参数,配合工艺运行过程实现净水处理的目的。实现报表打印、事故报警打印等功能。
现场控制站:现场控制站与设备控制单元通过工业以太网实现数据交换。现场控制站的设备用于本站自动控制、工艺参数采集和网络连接的PLC系统,现场被控设备除了可由操作人员通过就地箱控制外,也可交给PLC进行自动控制。现场操作终端及中央监控主站作为人机接口,操作人员通过对屏上的按钮的操作,由PLC可完成对相关设备的控制。
生化处理PLC控制站位于变配电间。监控范围为改良AAO生化池、二沉池、鼓风机房、除臭生物滤池、进水流量计井、污泥回流泵房等。
污泥脱水系统PLC控制站:位于污泥脱水间。控制范围为:污泥脱水间、贮泥池及污泥料仓。
过程监测设备:现场控制站 PLC与现场设备、仪表经过控制电缆、信号电缆连接。
根据工艺生产、控制过程的需求设置过程参数检验测试仪表及水质分析仪表,为全厂自动化,系统提供检验测试设备。为了及时准确地掌握进出水质及其变化过程,监测和控制污水处理流程的各个生产环节,改善操作环境,提高管理上的水准,永浩自控采用“艾拓利尔”品牌仪表,能够准确、全面的反映污水厂水质参数和水量情况。
视频安防监控中心位于综合楼中央控制室。安防及视频监控系统包括安防系统、视频监控系统。厂区围墙安防系统采用变焦摄像机全天候监视围墙情况,设置电子围栏保证厂区的安全,防止非法闯入厂区警情的发生。一旦产生警情,系统能联动报警录像机录像、视频切换及触发警号,以便值班人员立即处理。围墙安防摄像机图像通过可遥控的画面分割器将大门、围墙监视视频图像分割,以便实现全部及局部监视,达到安防的目的。
视频监控系统能实现全厂生产区域重要设备的监控及厂区安防,便于中控室值班人员及时有效地发现现场问题,排除一些故障以及对警情的立即处理,保证生产的正常进行。
该自动化系统减少人工巡检强度。中控室一键掌握全厂状态,故障响应速度提升50%以上数据自动记录与分析,告别纸质报表,管理效率提升30%。
本系统不仅让污水处理更智能、更省心,更以经济+环保的双重优势,成为中小型污水厂升级的标杆案例。
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