原创 GE Fanuc自动化产品在污水处理行业的应用

GE Fanuc 自动化产品在污水处理行业的应用
系统概述
从“九五”初开始，根据国家“三河三湖”水污染治理的战略部署，安徽省加大了对淮河、巢湖流域污
水治理工作的力度，淮河、巢湖流域先后开工建设12 个城市污水处理项目。其中，合肥市王小郢污水处理厂
二期工程为日处理量15 万吨的重大市政项目，总投资达2.3 亿。建成后使该厂的污水处理能力达到30 万吨/
天，为整个巢湖流域的污水治理起到了关键的作用。其二期的控制系统采用了GE Fanuc 的产品。
该厂采用氧化沟工艺，是目前国内规模最大的污水处理厂之一。该厂污水处理系统由以下部
分组成：
? 预处理：进水 → 粗格栅 → 细格栅 → 沉砂池 → 进水提升泵房
? 厌氧/耗氧处理：配水井+配泥井 → 厌氧池 → 氧化沟出水
? 污泥处理：氧化沟 → 沉淀池 → 出水
氧化沟 → 沉淀池 → 配水井
氧化沟 → 回流污泥泵房 → 配泥井
氧化沟 → 剩余污泥泵房 → 脱水机房 → 泥饼
系统结构
本控制系统由三部分构成，分别为：控制器部分、现场I/O 部分和人机界面部分。现场根据
工艺要求设有1 个中央控制站，3 个现场控制站。
?? 控制系统
各站控制器均采用GE 公司的90-70 型PLC，它是GE Fanuc 自动化公司的系列90 可编程控
制器家庭中的一员，提供最先进的编程特性，易于组态便于安装，它的CPU 具有强大的功能，如
合肥王小郢污水处理厂二期控制系统结构图
内装PID，结构化编程，中断控制，间接寻址及各种功能模块，能完成复杂的操作。
现场控制站I/O 采用GE Fanuc 自动化公司的VersaMAX 系列远程I/O，它是目前唯一的一种
既可以作为其它主控设备的I/O 模块，以可以单独构成PLC 系统，还可以作为分布式控制系统的
产品。它是真正的即插即用，I/O 模块可以带电插拔；省配线，安装费用低；高通讯速率；高可靠
性。
?? 网络结构
中央控制室和现场控制站PLC 之间采用PROFIBUS 总线方式连接。90-70PLC 机架上配置由
SST 公司开发的PROFIBUS VME 模块，其中中控室为主站，现场控制站为从站，形成了一个高
速、长距离、高可靠性的工业控制网络，且整个网络采用单模光纤通讯。在PROFIBUS 通讯中，
PLC 主机对从机进行轮询，从机响应主机的查询并执行主机的命令，在本系统中，现场数据的反
馈和控制命令均由控制室主机完成。
中央控制室为便于监控和管理，采用了以太网，将中控室PLC 和两台互为备用的上位机和一
台数据管理计算机连接在一起。
90-70PLC 和VERSAMAX IO 模块之间采用GENEUIS 总线相连。
现场总线的大量采用，提高了系统的可靠性，方便了工程施工。
?? 上位机和模拟屏显示
上位机软件采用美国GE Fanuc 自动化公司运行在微软Windows NT 平台下的CIMPLICITY
HMI 开发。
为便于操作人员监测系统工作情况，二期仍采用模拟屏显示，通过90-70 的PCM 模块经编程
实现了通过串口与模拟屏信号控制箱的信息传输。
系统功能
通过操作控制室上位机，本系统可以完成系统的操作、监视、设定、管理等人机对话。主要
功能有全系统工艺流程和数据显示、集中操作设定、处理报警、实时值和设定值记录趋势存储、
故障历史及故障原因、各单机运行状态及各种工艺参数实时值和设定值的比较， 具体介绍如下：
?? 总貌图显示：集中显示系统的全部数据，设备的运行状态，开关状态，有助于操作人员的监测。
?? 工艺流程图显示：根据工艺流程提供设备的操作显示子画面，可显示现场设备的运行状态，在
线仪表的实时测量值和设备的控制模式。
?? 实时趋势和历史趋势显示：包括所有现场监测仪表的实时值，如（流量、溶氧、液位、PH 等）。
所有数据均存放在数据管理计算机内，可在趋势画面中查询30 天内的数据变化情况。
?? 控制模式切换：根据用户的要求，对
3 组氧化沟上的54 台曝气器采用不同的
控制方式，可在上位机画面上由操作员
根据工艺情况任意设置：定时运行、根
据溶氧值运行和人工手动运行。同时根
据设备的位置分布，同一氧化沟内的曝
气器须实现镜像控制。
?? 参数整定：数据集中设定画面，包括
液位设定、时间设置和在线仪表的设置。
数据的设定必须有一定的权限（管理员
级别），一般操作人员不允许修改此表。
?? 报警操作：记录报警时间，报警类型，报警级别，报警点名字，报警组号，报警值，和报警信
息，操作工可以进行报警确认。报警列表，以发生的前后次序显示历史报警。
?? 报表功能：根据用户需求提供各类报表，包括（日报表，月报表和事件记录），通过ODBC 方
式将HMI 与SQL 连接起来，系统可自动定时产生各类报表或由人工触发产生报表，报表以EXCEL
形式保存，以时间作为文件名，便于今后数据查询。
实施结果
该系统于2001 年投入试运行,运行情况良好，自投入运行后，其出水指标符合国家二级城市
污水处理厂的排放标准。王小郢污水处理厂于2002 年11 月获得了ＩＳＯ１４００１国际标准认
证证书，这标志着合肥的污水处理水平通过了国际标准的“体检”。
1.整个生产的控制系统全部采用了GE
Fanuc 自动化公司产品，保证了系统运行的
连续性与高可靠性。
2．系统的管理功能可扩展性强，通过以
太网和SQL 数据库，运行数据可通过厂内局
域网供不同部门参考。
3．系统的可编程序控制器采用了现场总
线的分布式I/O 结构，从而结省了大量的现
场接线并且大大减少了系统的维护工作量。