SCADA系统在污水处理厂中的应用

2010年12月河北工程技术高等专科学校学报Dec. 2010第4期_JOURNAL OF HEBEI ENGINEERING AND TECHNICAL COLLEGENo.4文章编号:1008- 3782(2010)04-0039-03SCADA系统在污水处理厂中的应用韩忠才',王运娣”,王伟,张 巨强4(1.沧州市宏业工程建设监理有限公司,河北沧州061001;2. 河北工程技术高等专科学校,河北沧州061001;3.唐山供电公司丰润分公司,河北丰润064000;4. 沧州供电公司,河北沧州061001)摘要:文中阐述了远程SCADA系统的结构,分析了系统在沧州市运东污水处理厂中的应用及在运行中的一些特点。由于本系统的采用,该厂在管理上取得了良好的效果。关键词:SCADA系统;污水处理;通讯协议;远程监控中團分类号:X703文献标识码:A运东污水处理厂为了提高工艺控制的管理水平,使用美国GE公司的INTELLUTION子公司的组态软件IFIX3. 5中文版,通过光纤构成以太冗余双环网,开发了语音报警过程控制、生产历史数据库等功能,实.现对污水和中水工艺的远程监控;提高了污水处理的生产效率,降低了能耗;并且实现了该污水处理厂的现代化管理水平。1远程SCADA系统结构投膨仪SCADAISCADA2打印机SCADA系统，即数据采集与监督控制系统,是一种复杂的综合性测控系统”。中控室HUB由监控中心、通信系统和数据采集系统组成。监控中心的任务是通过通信系统实时光线连接出监视和控制远程设备的远行,并为综合管理系统提供实时数据。通信系统主要完成光线达核器。 二光线连接器。二光线连接别。 光线连接割。光线连接盟信息的远距离传输,可采用有线方式传输、加氯本药间脱水机房配电室1#配电窒2#回用水泵房无线方式传输及混合信道传输。数据采集| HUB系统可以实现对远程设备的就地控制和数据采集,并能方便的与通信系统相连,实现CS18CS10CS12ACS12BCS17信息的远距离传输。PLC远程SCADA系统分为中心控制室调度中心、集线器HUB、光缆和光纤、现场触摸屏污水工段计算机PLC自动化控制系统等四个主要部分,系统结构如图1所示。图1系统结构圄中心控制室调度中心由两台计算机组成,集中采集各个分站的生产数据,并根据系统需求提供各种应用功能,实现污水处理工艺的远程监控和统--调度。调度中心配置两台由美国GEFANUVC的iFix搭建SCADA服务器,2台SCADA服务器采用逻辑节点的方法实现监控的冗余备份,保证了监控的可靠性。SCADA服务器与通讯系统HUB之间进行数据交换,实现调度中心的远程SCADA功能。通讯系统是整个系统数据远程传输的重要环节,是调度q中国煤化工的桥梁。通讯系统实现了数据的编码、解码、数据传输校验数据链路选择切抄!YHCNMHG收稿日期:2010-06-25作者简介:韩忠才(1980-),男,河北东光人,沧州市宏业工程建设监理有限公司助理工程师。40河北工程技术离等专科学校学报20102污水处理厂现场监控系统污水处理厂现场监控系统采用计算机、PLC及1/O、集线器HUB构成主体,配以低压进线及现场各种测量仪表,采集并预处理、显示和向PLC上传现场设备运行时的实时参数。系统再通过MEMOBUS通信技术,曲线数学分析算法计算现场变频器控制的泵和鼓风机的运行电流和功率值。PLC就根据运行时间、停止时间、提升泵房液位或流量、现场溶解氧实测值和设定值等进行PID自动化编程控制。现场PLC监控的主要设备和信号:1)中水泵房CS17PLC站数据采集、控制设备包括粗、细格栅机及超声波液位差计、提升泵及超声波液位计.旋流沉砂池搅拌机及鼓风机、砂水分离器、中水送水泵、清水池超声波液位计.2)变配电室CS12APLC站(或变配电室CP1PLC柜)数据采集、控制设备包括氧化沟推流器及溶解氧仪表、厌氧池搅拌器及氧化还原电位仪、鼓风机。3)变配电室CS12BPLC站数据采集、控制设备包括终沉池刮泥机、污泥回流泵及电磁流量计和剩余污泥泵。4)污泥脱水机房CS10PLC站数据采集、控制设备包括污泥脱水系统、贮泥池搅拌器及超声波液位计、接触池潜污泵及液位计、电磁流量计.5)加药间CS18PLC站(或加药间CP3)数据采集、控制设备包括加药泵、高密池搅拌器、刮泥机及泥位计、滤池电动阀、气动阀及液位计、加氯机及漏氯吸收电机。现场都配置有触摸屏操作和计算机操作,它们通过总线连接PLC,可直接对所控范围内的设备进行监控和操作.因此,每个现场PLC自动化监控系统都是一个完整的系统,在脱离上位远程监控系统时都可独立运作。同时又互相配合共同完成污水和中水的处理。3运行中的远程SCADA系统的特点1)集中调度。运东污水处理厂中心控制室是全厂工艺的调度中心,可以同时监视和控制系统所有的设备及监视厂区全貌,调度中心对现场各个控制站的监控互不影响。2)分散控制。运东污水处理厂的远程SCADA系统,突出了“调度权集中、控制权分散”的特点.系统监控的每个PLC分站都建立各自完整的自动化监控系统,在脱离调度中心时能够独立完成所控设备的监视和自动化控制功能,保证系统在脱离远程SCADA系统时运行的安全性。3)高可靠性。运东污水处理厂肩负沧州市运河以东污水处理和中水回用的重任,因此,系统必须具有高可靠性,并能保证远程SCADA监控系统的不间断运行,同时,还必须保证监控数据远程通讯的可靠和稳定。4)高效率的历史记录。中控室的历史生产数据是优化生产、提高管理水平的依据,因此应建立高效率的历史数据库,专门记录各个分站设备的运行情况、生产数据及在线仪表值。5)完善的报警机制。由于每个值班人员都在值班室值班,只是间隔大约--小时才到现场控制柜记录数据,因此中控室完善的报警机制对于系统的安全运行至关重要.系统必须能够判断自身的运行情况自动产生报警信息,并能够及时将报警信息显示到系统画面上,同时以声音报警提示中控室值班人员。4通讯协议一般来说,SCADA系统与PLC的远程通讯协议主要有TCP协议和UDP协议两种[2],TCP协议传送数据前需要首先建立连接,错误的数据将会自动重发，因而可靠性好,但网络负担较重;另一种是UDP协议,这种用户报文协议是一个无连接协议，发送方只负责发送数据，因此不能确保数据传输完全正确,但它占用网络资源较少。考虑到该系统中调度中心与现场各分站的通讯是远程通讯,必须保证数据的可靠性,因此运东污水处理厂选用TCP协议作为通讯处理模块与PLC之中国煤化工充采用校验编码技术对通讯数据进行编码,采用ModbusPlus与PLC进行远程YHCNMHG5结束语运东污水处理厂自采用SCADA系统运行以来,使值班人员能准确地在调度中心远程监控现场各种设.第4期韩忠才等:SCADA系统在污水处理厂中的应用41备的运行情况,及时记录各种设备的运行数据.因此，需要的值班人员很少,减轻了劳动强度,降低了能耗,实现了污水厂管理的先进性、安全性和高效性,每年可以为排水公司节省不少生产管理成本。参考文献[1]李丽.计量站远程监测SCADA系统的设计分析[J].徽计算机信息，2003.(8):28-29.[2]王同浩. SCADA系统在杭湖线的应用[].仪器仪表用户，2006,13(1);42-43.[3]王达.计算机网络远程控制[M].北京:清华大学出版社，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(責任编辑:张铁壁)(上接第38页)[1]袁秀英. 组态控制技术[M].北京:电子工业出版社,2003.[2] 杨广才,张丹. MCGS在PLC实验系统中的应用[J].淮阴工学院学报,2006.(1) :59-60.[3]孙振强. 可编程控制器原理及应用[M].北京:清华大学工业出版社，2005.[4] 杨广才,张丹.组态软件在PLC实验系统中的应用[J].苏盐科技,2006.(12):17-19.5] 周美兰.组态技术在PLC实验教学中的应用[J].自动化技术与应用,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中国煤化工MYHCNMH G#拜:张铗壁)