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1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
該在線監(jiān)測及控制系統(tǒng)是滿足污水廠日常運(yùn)行生產(chǎn)中，對廠區(qū)整體運(yùn)行的水質(zhì)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測、設(shè)備的自動控制要求。系統(tǒng)分為中央監(jiān)視層、控制層和現(xiàn)場設(shè)備儀表層。主要包含以下設(shè)備：主控制柜、UPS不間斷電源、中控室操作臺、交換機(jī)、操作員站、大屏幕顯示、廠區(qū)儀表及儀表箱（或安裝支架）。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：
2、系統(tǒng)功能
本自控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)控制方式。該控制系統(tǒng)共分為主控級(中控室)和現(xiàn)場控制層（分控站）。實(shí)現(xiàn)相應(yīng)控制層設(shè)備的監(jiān)視、操作、控制和網(wǎng)絡(luò)通訊連接。
中控室：中央控制室的監(jiān)控管理操作站系統(tǒng)完成全廠的自動控制。包括兩臺互為熱備監(jiān)控工作站（一臺可用于獨(dú)立顯示監(jiān)控工作區(qū)域、廠區(qū)內(nèi)畫面）及一臺服務(wù)器、打印機(jī)、UPS電源。中央控制系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)，采用光纜與各現(xiàn)場控制PLC站連接。以便顯示全廠工藝過程全貌，方便管理，在中控制室設(shè)立了高清大屏幕，顯示全廠工藝流程圖和主要參數(shù)及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。通過大容量的UPS 為中央控制室的控制設(shè)備提供了高質(zhì)量的電源。
分控站：每個(gè)分控站配置一套PLC控制柜。柜內(nèi)包括可編程序控制器、24VDC電源裝置、冗余光纖交換機(jī)、電源防雷過電壓保護(hù)裝置、小型斷路器、接線端子、小型繼電器、備用電源、安裝連接纜線和附件等。
根據(jù)污水廠工藝特點(diǎn)，構(gòu)筑物的布置和現(xiàn)場控制的分布情況，設(shè)置3個(gè)PLC現(xiàn)場子站，PLC現(xiàn)場子站選用可編程序控制器（PLC），PLC為模塊化結(jié)構(gòu)，硬件配置較靈活，易于擴(kuò)展，軟件編程方便。當(dāng)中控室監(jiān)控工作站故障退出運(yùn)行或通道故障使分控站控制單元和主控級監(jiān)控工作站通訊中斷時(shí)，各現(xiàn)場控制單元能獨(dú)立運(yùn)行，進(jìn)行控制和監(jiān)視，提高運(yùn)行可靠性。
本自動化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下基本功能：
（1）具有實(shí)時(shí)監(jiān)測全廠的生產(chǎn)過程參數(shù)（如流量、液位等）、水質(zhì)參數(shù)（如PH值、SS、DO等）、電量參數(shù)（如電流、電壓、功率因數(shù)、有功電度、無功電度等），并對其進(jìn)行采集、處理、儲存、顯示和打??；實(shí)時(shí)監(jiān)測全廠主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)（如格柵機(jī)、提升泵、鼓風(fēng)機(jī)、閥門等），并對其信號進(jìn)行采集顯示。對污水廠重要設(shè)備（如提升泵、鼓風(fēng)機(jī)、閥門等）的開/關(guān)次數(shù)和運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行累計(jì)并生成設(shè)備管理報(bào)表，使用戶能夠科學(xué)合理的安排生產(chǎn)設(shè)備檢修時(shí)間。
（2）全自動控制現(xiàn)場設(shè)備（如格柵機(jī)、提升泵、鼓風(fēng)機(jī)、閥門等）。
（3）在中控室可以實(shí)現(xiàn)對全廠設(shè)備和儀器儀表的監(jiān)測和控制。
（4）上位機(jī)采用全中文操作界面。界面友好美觀，操作簡便易學(xué)，響應(yīng)迅速，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動態(tài)顯示過程參數(shù)、水質(zhì)參數(shù)、電氣參數(shù)的趨勢圖；可以動態(tài)顯示全廠生產(chǎn)工藝流程圖和各工藝單元流程圖，并且可以在流程圖上選擇彈出多級細(xì)部詳圖。
（5）具有自動進(jìn)行越限報(bào)警和設(shè)備故障報(bào)警，并可根據(jù)相應(yīng)的報(bào)警數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
（6）本自控系統(tǒng)具有以下三種控制方式
手動模式：通過就地控制箱或MCC上的按鈕實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的啟停操作，這種操作模式主要在單機(jī)調(diào)試、單機(jī)檢修或非正常情況下常用。
遙控模式：操作人員通過操作面板或中控系統(tǒng)操作站的監(jiān)控畫面用鼠標(biāo)器或鍵盤來控制現(xiàn)場設(shè)備，也稱為“半自動控制”，主要是指操作人員通過對受控對象（系統(tǒng)或過程）的某一環(huán)節(jié)或設(shè)備進(jìn)行簡單的參數(shù)設(shè)定或發(fā)出控制指令，這一環(huán)節(jié)或設(shè)備即按照控制要求執(zhí)行控制，操作人員只需查看其狀態(tài)以及有無報(bào)警顯示等。如鼓風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程風(fēng)量調(diào)整、提升泵房的一步化控制等。根據(jù)操作人員是否在受控系統(tǒng)或過程的現(xiàn)場來看，半自動控制有遠(yuǎn)程（通過中央控制室操作員站上實(shí)現(xiàn)）和就地（通過PLC控制柜上的人機(jī)界面觸摸屏上實(shí)現(xiàn)）兩種操作方式。
自動方式：也稱為“全自動控制”，主要是指操作人員通過對受控對象（系統(tǒng)或過程）的關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行簡單的設(shè)定或發(fā)出控制指令，系統(tǒng)或過程即按照要求進(jìn)行閉環(huán)自動控制，操作人員只需觀察系統(tǒng)或過程的狀態(tài)以及有無報(bào)警顯示等。例如全自動粗格柵機(jī)控制、提升泵房的機(jī)組優(yōu)化控制、BAF生化處理池自動控制等。根據(jù)操作人員是否在受控系統(tǒng)或過程的現(xiàn)場來看，全自動控制有遠(yuǎn)程（通過中央控制室操作員站上實(shí)現(xiàn)）和就地（通過PLC控制柜上的人機(jī)界面觸摸屏上實(shí)現(xiàn)）兩種操作方式。
三種方式的控制級別由高到低為：手動控制、遙控控制、自動控制。
工控通訊網(wǎng)絡(luò)為光纖冗余環(huán)型工業(yè)以太網(wǎng)，通訊波特率≥100Mbps，采用先進(jìn)的光纖冗余組網(wǎng)技術(shù)，使用特殊的X-Ring技術(shù)，能夠使整個(gè)系統(tǒng)的自適應(yīng)恢復(fù)時(shí)間<10ms，借助于多模光纖能夠使通訊距離（無中繼器）≥1Km，網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)要求使用可直埋的光纜, 在出現(xiàn)故障時(shí), 可在線增加或刪除任意一個(gè)節(jié)點(diǎn), 都不會影響到其他設(shè)備的運(yùn)行和通訊。
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