2010年12月河北工程技術(shù)高等?？茖W(xué)校學(xué)報Dec. 2010第4期_JOURNAL OF HEBEI ENGINEERING AND TECHNICAL COLLEGENo.4文章編號:1008- 3782(2010)04-0039-03SCADA系統(tǒng)在污水處理廠中的應(yīng)用韓忠才',王運娣”,王偉,張 巨強4(1.滄州市宏業(yè)工程建設(shè)監(jiān)理有限公司,河北滄州061001;2. 河北工程技術(shù)高等專科學(xué)校,河北滄州061001;3.唐山供電公司豐潤分公司,河北豐潤064000;4. 滄州供電公司,河北滄州061001)摘要:文中闡述了遠(yuǎn)程SCADA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),分析了系統(tǒng)在滄州市運東污水處理廠中的應(yīng)用及在運行中的一些特點。由于本系統(tǒng)的采用,該廠在管理上取得了良好的效果。關(guān)鍵詞:SCADA系統(tǒng);污水處理;通訊協(xié)議;遠(yuǎn)程監(jiān)控中團分類號:X703文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A運東污水處理廠為了提高工藝控制的管理水平,使用美國GE公司的INTELLUTION子公司的組態(tài)軟件IFIX3. 5中文版,通過光纖構(gòu)成以太冗余雙環(huán)網(wǎng),開發(fā)了語音報警過程控制、生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)庫等功能,實.現(xiàn)對污水和中水工藝的遠(yuǎn)程監(jiān)控;提高了污水處理的生產(chǎn)效率,降低了能耗;并且實現(xiàn)了該污水處理廠的現(xiàn)代化管理水平。1遠(yuǎn)程SCADA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)投膨儀SCADAISCADA2打印機SCADA系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)督控制系統(tǒng),是一種復(fù)雜的綜合性測控系統(tǒng)”。中控室HUB由監(jiān)控中心、通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。監(jiān)控中心的任務(wù)是通過通信系統(tǒng)實時光線連接出監(jiān)視和控制遠(yuǎn)程設(shè)備的遠(yuǎn)行,并為綜合管理系統(tǒng)提供實時數(shù)據(jù)。通信系統(tǒng)主要完成光線達(dá)核器。 二光線連接器。二光線連接別。 光線連接割。光線連接盟信息的遠(yuǎn)距離傳輸,可采用有線方式傳輸、加氯本藥間脫水機房配電室1#配電窒2#回用水泵房無線方式傳輸及混合信道傳輸。數(shù)據(jù)采集| HUB系統(tǒng)可以實現(xiàn)對遠(yuǎn)程設(shè)備的就地控制和數(shù)據(jù)采集,并能方便的與通信系統(tǒng)相連,實現(xiàn)CS18CS10CS12ACS12BCS17信息的遠(yuǎn)距離傳輸。PLC遠(yuǎn)程SCADA系統(tǒng)分為中心控制室調(diào)度中心、集線器HUB、光纜和光纖、現(xiàn)場觸摸屏污水工段計算機PLC自動化控制系統(tǒng)等四個主要部分,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圄中心控制室調(diào)度中心由兩臺計算機組成,集中采集各個分站的生產(chǎn)數(shù)據(jù),并根據(jù)系統(tǒng)需求提供各種應(yīng)用功能,實現(xiàn)污水處理工藝的遠(yuǎn)程監(jiān)控和統(tǒng)--調(diào)度。調(diào)度中心配置兩臺由美國GEFANUVC的iFix搭建SCADA服務(wù)器,2臺SCADA服務(wù)器采用邏輯節(jié)點的方法實現(xiàn)監(jiān)控的冗余備份,保證了監(jiān)控的可靠性。SCADA服務(wù)器與通訊系統(tǒng)HUB之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,實現(xiàn)調(diào)度中心的遠(yuǎn)程SCADA功能。通訊系統(tǒng)是整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)闹匾h(huán)節(jié),是調(diào)度q中國煤化工的橋梁。通訊系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的編碼、解碼、數(shù)據(jù)傳輸校驗數(shù)據(jù)鏈路選擇切抄!YHCNMHG收稿日期:2010-06-25作者簡介:韓忠才(1980-),男,河北東光人,滄州市宏業(yè)工程建設(shè)監(jiān)理有限公司助理工程師。40河北工程技術(shù)離等?？茖W(xué)校學(xué)報20102污水處理廠現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)污水處理廠現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)采用計算機、PLC及1/O、集線器HUB構(gòu)成主體,配以低壓進(jìn)線及現(xiàn)場各種測量儀表,采集并預(yù)處理、顯示和向PLC上傳現(xiàn)場設(shè)備運行時的實時參數(shù)。系統(tǒng)再通過MEMOBUS通信技術(shù),曲線數(shù)學(xué)分析算法計算現(xiàn)場變頻器控制的泵和鼓風(fēng)機的運行電流和功率值。PLC就根據(jù)運行時間、停止時間、提升泵房液位或流量、現(xiàn)場溶解氧實測值和設(shè)定值等進(jìn)行PID自動化編程控制?，F(xiàn)場PLC監(jiān)控的主要設(shè)備和信號:1)中水泵房CS17PLC站數(shù)據(jù)采集、控制設(shè)備包括粗、細(xì)格柵機及超聲波液位差計、提升泵及超聲波液位計.旋流沉砂池攪拌機及鼓風(fēng)機、砂水分離器、中水送水泵、清水池超聲波液位計.2)變配電室CS12APLC站(或變配電室CP1PLC柜)數(shù)據(jù)采集、控制設(shè)備包括氧化溝推流器及溶解氧儀表、厭氧池攪拌器及氧化還原電位儀、鼓風(fēng)機。3)變配電室CS12BPLC站數(shù)據(jù)采集、控制設(shè)備包括終沉池刮泥機、污泥回流泵及電磁流量計和剩余污泥泵。4)污泥脫水機房CS10PLC站數(shù)據(jù)采集、控制設(shè)備包括污泥脫水系統(tǒng)、貯泥池攪拌器及超聲波液位計、接觸池潛污泵及液位計、電磁流量計.5)加藥間CS18PLC站(或加藥間CP3)數(shù)據(jù)采集、控制設(shè)備包括加藥泵、高密池攪拌器、刮泥機及泥位計、濾池電動閥、氣動閥及液位計、加氯機及漏氯吸收電機。現(xiàn)場都配置有觸摸屏操作和計算機操作,它們通過總線連接PLC,可直接對所控范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和操作.因此,每個現(xiàn)場PLC自動化監(jiān)控系統(tǒng)都是一個完整的系統(tǒng),在脫離上位遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)時都可獨立運作。同時又互相配合共同完成污水和中水的處理。3運行中的遠(yuǎn)程SCADA系統(tǒng)的特點1)集中調(diào)度。運東污水處理廠中心控制室是全廠工藝的調(diào)度中心,可以同時監(jiān)視和控制系統(tǒng)所有的設(shè)備及監(jiān)視廠區(qū)全貌,調(diào)度中心對現(xiàn)場各個控制站的監(jiān)控互不影響。2)分散控制。運東污水處理廠的遠(yuǎn)程SCADA系統(tǒng),突出了“調(diào)度權(quán)集中、控制權(quán)分散”的特點.系統(tǒng)監(jiān)控的每個PLC分站都建立各自完整的自動化監(jiān)控系統(tǒng),在脫離調(diào)度中心時能夠獨立完成所控設(shè)備的監(jiān)視和自動化控制功能,保證系統(tǒng)在脫離遠(yuǎn)程SCADA系統(tǒng)時運行的安全性。3)高可靠性。運東污水處理廠肩負(fù)滄州市運河以東污水處理和中水回用的重任,因此,系統(tǒng)必須具有高可靠性,并能保證遠(yuǎn)程SCADA監(jiān)控系統(tǒng)的不間斷運行,同時,還必須保證監(jiān)控數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程通訊的可靠和穩(wěn)定。4)高效率的歷史記錄。中控室的歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)是優(yōu)化生產(chǎn)、提高管理水平的依據(jù),因此應(yīng)建立高效率的歷史數(shù)據(jù)庫,專門記錄各個分站設(shè)備的運行情況、生產(chǎn)數(shù)據(jù)及在線儀表值。5)完善的報警機制。由于每個值班人員都在值班室值班,只是間隔大約--小時才到現(xiàn)場控制柜記錄數(shù)據(jù),因此中控室完善的報警機制對于系統(tǒng)的安全運行至關(guān)重要.系統(tǒng)必須能夠判斷自身的運行情況自動產(chǎn)生報警信息,并能夠及時將報警信息顯示到系統(tǒng)畫面上,同時以聲音報警提示中控室值班人員。4通訊協(xié)議一般來說,SCADA系統(tǒng)與PLC的遠(yuǎn)程通訊協(xié)議主要有TCP協(xié)議和UDP協(xié)議兩種[2],TCP協(xié)議傳送數(shù)據(jù)前需要首先建立連接,錯誤的數(shù)據(jù)將會自動重發(fā)，因而可靠性好,但網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)較重;另一種是UDP協(xié)議,這種用戶報文協(xié)議是一個無連接協(xié)議，發(fā)送方只負(fù)責(zé)發(fā)送數(shù)據(jù)，因此不能確保數(shù)據(jù)傳輸完全正確,但它占用網(wǎng)絡(luò)資源較少。考慮到該系統(tǒng)中調(diào)度中心與現(xiàn)場各分站的通訊是遠(yuǎn)程通訊,必須保證數(shù)據(jù)的可靠性,因此運東污水處理廠選用TCP協(xié)議作為通訊處理模塊與PLC之中國煤化工充采用校驗編碼技術(shù)對通訊數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼,采用ModbusPlus與PLC進(jìn)行遠(yuǎn)程YHCNMHG5結(jié)束語運東污水處理廠自采用SCADA系統(tǒng)運行以來,使值班人員能準(zhǔn)確地在調(diào)度中心遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場各種設(shè).第4期韓忠才等:SCADA系統(tǒng)在污水處理廠中的應(yīng)用41備的運行情況,及時記錄各種設(shè)備的運行數(shù)據(jù).因此，需要的值班人員很少,減輕了勞動強度,降低了能耗,實現(xiàn)了污水廠管理的先進(jìn)性、安全性和高效性,每年可以為排水公司節(jié)省不少生產(chǎn)管理成本。參考文獻(xiàn)[1]李麗.計量站遠(yuǎn)程監(jiān)測SCADA系統(tǒng)的設(shè)計分析[J].徽計算機信息，2003.(8):28-29.[2]王同浩. SCADA系統(tǒng)在杭湖線的應(yīng)用[].儀器儀表用戶，2006,13(1);42-43.[3]王達(dá).計算機網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制[M].北京:清華大學(xué)出版社，2003.Application of SCADA System in Sewage Treatment PlantsHAN Zhong cai' ,W ANG Yun-diz , W ANG Wei' ,ZHANG Ju-qiang'(1. Cangzhou Hongye Engineering Superision Limited Company .Cangzhou 061001 .China;2. Hebei Engineering and Technical College ,Cangzhou 061001 ,China;3. Fengrun Branch of Tangsban Power Supply Company, Fengrun 064000.China;4. Cangzthou Power Supply Company , Cangzhou 061001 ,China)Abstract:This paper expatiates on structure of Remote Control SCADA System, analyses the applica-tion of the system in Yun-dong Sewage Treatment Plant, and the characteristics of this system. Using thissystem, the plant has obtained good effect.Key words :SCADA System ;disposal of sewage ;communication protocol ;remote control(責(zé)任編輯:張鐵壁)(上接第38頁)[1]袁秀英. 組態(tài)控制技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2003.[2] 楊廣才,張丹. MCGS在PLC實驗系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].淮陰工學(xué)院學(xué)報,2006.(1) :59-60.[3]孫振強. 可編程控制器原理及應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)工業(yè)出版社，2005.[4] 楊廣才,張丹.組態(tài)軟件在PLC實驗系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].蘇鹽科技,2006.(12):17-19.5] 周美蘭.組態(tài)技術(shù)在PLC實驗教學(xué)中的應(yīng)用[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用,2001(6);33-35.Application of ConfigurationTechnology in PLC ExperimentZHANG Xue-jun ,LIU Hai-bo,HUI Wen- jing(Department of Electrical Enginring,Hebei Engineering and Technical College, Cangzhou 061001 ,China)Abstract: According to the disadvantages in PLC experiment, it puts forward a method which usesKingview in PLC experiment, which builds a experiment teaching simulation system based on Kingviewtechnology. The practice proves that using Kingview technology with experiment box can effectively en-hance students' interest, programming skills and practical ability, and enrich the effects of PLC experi-ment.Key words :configuration technology; PLC; simulation中國煤化工MYHCNMH G#拜:張鋏壁)