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汙水處理遠程傳輸系統

發布于:2020-01-03 20:36來源:北京軟件開發公司 作者:北京大數據公司 點擊:

1.1系統總體请求


1.1.1工程現狀


系統需要實現將5個工程上的數據傳輸到總公司電腦上。因每個工程上均有1-2個PLC遠程傳輸數據,每台PLC傳輸10個左右的數據,且工程現場基本沒有有線光纜,因此需要進行DTU無線傳輸。

1.1.2數據中心请求


對于數據中心需要進行實時傳輸數據,數據備份,對數據進行篩選將數據制成表格,標記特殊數據,可以有2-3個人同時浏覽。
中心条件:首先用某台能上彀的PC机,条件必须能让外网访问的到,如运行中心软件的PC机在局域网里面,那要在局域网路由器做端口映照到本机PC,等这些条件具备以后在本机运行一个中心DEMO,开放一个端口,运行软件等待DTU的连接。 DTU连接中心后,就可按请求进行传输数据,中心收到数据后,通过体系进行解密、过滤、筛选,终获得所需要的数据进行分析、统计等工作。
公司调毒幽通过收集与公司内部网连接,调毒幽PC 通过GPRS 收集向RTU 下发配置信息、控制信息,及接收下位机上报的数据及告警信息,同时对采集的数据进行管理,提供查询、统计、报表等功能。
調毒幽、監控分中心的具體功能以下:
能够给RTU 下发组态信息、控制命令,能够校准RTU 的时钟 RTU 发送来的数据自动进入数据库,数据库具备一定的安全措施 处理RTU 的报警信息数据遥测功能:定时巡测、手动巡测、随机抽测、分组召测 遥控功能:控制RTU 开关量输出点的开、关状态、遥信开关状态参数状态管理功能:设置修改各测量数据上、下限值,通信参数 在线组态功能:新增RTU 数据采集点等参数通过组态定义即可完成。数据库管理功能:对测得的数据建库,对数据进行处理,查询历史数据,报表打印 具有数据显示功能: 能显示测量的各种数据、遥信开关状态、各种体系图形等 具有图形功能,模拟显示管网图、水厂工藝流程圖等 抢修修理、停水、管网冲洗等数据录入及统计。 数据共享功能:提供一个WEB 站点,该WEB 站点使公司宽带内部网的任意一台工作站只通过WEB 浏览器就可以登陆查看所有监控点的实时数据和存储的任何时间段的历史数据。WEB 站点通过用户身份认证授权方式控制该用户可访问那些监控点的实时监控数据和存储的任何时间段的历史数据。调毒幽体系管理员能增长、删除可访问用户,并对用户进行不同权限的授权。该WEB 站点应能通过超链接方式联入公司同一平台。 具备一开放的实时数据库,DLP 大屏控制器软件能够读取各监测点的实时数据。
數據中心硬盤配置:

設備 配置
機架势服務器 CPU:一个intel Xeon2.8GHz/521K
内存:1024MB DDR SDRAM
硬盘:4个Ultra3210K 73G热插拨硬盘
陈列卡:Smart Array 5312陈列卡
顯示器:17寸液晶
工控機 19寸机架势机箱,CPU P4-1.8G以上,内存DDR512M,录像机52倍速,网卡:10M/100MPCI;硬盘80G,显示器17寸液晶。
 

1.2傳輸系統的架構


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圖1系統架構圖

1.3網絡拓撲圖


PLC與DTU的連接情势一般采用串連接,也可以采用的通訊網口連接,當采用通訊網口時需要采用GPRS路由
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圖2系統網絡拓撲圖
如上图所示体系由数据中心、无线GPRS 收集、远程终端单元(RTU)几个部分组成:
遠程終端單元(RTU):
远程终端单元RTU 分散的分布在供水管网的遥测点上,主要由saro 3150P GPRS模块、电源、天线、PLC 的CPU 及各种I/O 模板及后备电池、机箱等几部分组成。远程终端单元RTU与现场設備的开关量、模拟量信号相连,进行数据采集、处理、存储并通过GPRS 收集与调毒幽传送数据,接收并执行上位机的命令。
RTU 机箱:装置于遥测点现场,为壁挂式,具有防盗功能(包括GPRS 模块天线), 其固定螺丝置于箱体内,设置门锁,箱体内具有220V 交流电(如井下无条件具备220V电压,可考虑蓄电池、锂电池等能满足终端产品电压需求的供电装置),信号输入输出接线端子,设置交流进线空气开关,如有条件可配备一220V 交流电插座(检修时方便使用)。
注意本方案選擇的DTU供應商爲廈門才茂通信科技有限公司,産品樣式以下圖:

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PLC選擇西門子S7313C、西門子S7200/S7300、三菱Q02HCPU等。西門子産品樣式以下圖:
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PLC:使用西門子、三菱等知名品牌:
提供4 路4-20mA 模拟输入、6 路开关量输入、4 路开关量输出,无需监控中心控制,可自行进行测量,并保存累积数据体系; 具有实时时钟功能(可通过监控中心设定校准),采集到的数据以时间为顺序,以5分钟/每次的密度,能在RTU 端存储一天的历史数据,程序、参数、历史数据具有掉电保护功能;定时上报:把从仪表采集到的数据,以定时(整5 分钟报一次)方式上报; 完成数据点播:可以响应各监控中心发出的查询请求,将实时时刻或历史时刻的数据发给监控中心,数据可发给多个监控中心;输入信号破坏时发出报警信息; 当体系上电复位,或体系运行、通信发生异常死机复位(看门狗复位)时,体系根 据复位类型不同进行复位处理,保证体系正常工作。 可为一次仪表(两线制,三线制)提供24V 电源,具有一次表供电功能。
CM3150 GPRS模块:
其核心使用SIMEMS MC39I无线模块,内嵌TCP/IP协议,
支持900/1800 MHz体系,提供RS-232或RS-485自选接口,支持各种非TCP/IP终端設備数据的透明传输,可上电即自动拨号上彀,一直在线,自检测假拨号征象,掉线可自动重拨。带自主开发 的主控电路和硬件看门狗,保证电路的可靠工作,并可根据用户需要进行远程在线保护。
通信工作道理:首先對DTU進行設置,設置要連接的中心IP和端口及其它必要性的設置,設置好之後PLC通過RS232接口和DTU相連,DTU上電之後根據事前設置好的中心IP和端口進行連接,成功連接到中心軟件後即可雙向傳輸數據。終端流量傳感器、水壓傳感器工作時所産生的數據通過串口往無線模塊串口送,無線模塊檢測到串口的數據後最終數據信息發送到中心去。
 
組網方案以下:
选择公网: 中心用一个服务器组作为中心接收,中心采用ADSL 等INTELNET 公网连接,采用公网固定IP 或者公网动态IP+DNS 解析服务。此种方案先向INTERNET 运营商申请ADSL等宽带营业。 中心公网动态IP+DNS 解析服务:大部分IP 都是动态的,而且费用相对便宜。 客户先与DNS 服务商联系开通动态域名,动态域名解析软件网址以下:(可以先申请免费的二级域名) 88IP解http://www.88ip.cn 监控点先采用域名寻址方式连接DNS 服务器,再由DNS 服务器找到中心公网动态IP,建立连接。此种方式可以大大节约公网固定IP 的费用,但稳定性受制于DNS服务器的稳定,以是要寻找可靠的DNS 服务商。


1.4系統功能模塊說明


1.4.1PLC編程


1.4.1.1 PLC编程描述


工业污水处理体系的电气控制体系总框图以下图所示,PLC为核心控制器,通过检测操作面板按钮的输入、各类传感器的输入,以及相干模拟量的输入,完成相干設備的运行、停止和调速控制。
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PLC控制系統總體框圖
在PLC与就地控制設備之间一般通过网线或者RS485总线进行数据交换。
对于新工程项目来说,这些线路在工程设计中已经同一规划。但在实际运行过程中,往往会遇到一些突发状况,例如:需要增长一些設備,由于最初设计时并没有考虑后续工程布线等不确定问题,如果反复修改施工设计图,则将对工程周期,费用等带来很大的影,对于工程单位来说也承担着巨大的风险。如果采用DTU无线测控方案,则遇到上述问题时可利用DTU无线传输技术和PLC設備轻而易举的满足用户请求。
汙水處理裝置能夠處理生活系統綜合性廢水及有機汙水,采用自動化控制,各測控分站通過PLC采集現場各種數據,傳送到中央控制室操作站集中監控和管理,完成實時控制任務。對于水處理過程中的異常數據信息,自動監測各種數據的合理範圍,一旦超出合理範圍控制系統便産生報警变乱並及時報警。


1.4.1.3具體實現方法


1.4.1.3.1現場控制櫃

現場控制櫃的主要作用是完成现场控制功能和与PLC进行连接。各个現場控制櫃能够完成手动控制設備启停的功能,是典型的继电器控制。
現場控制櫃相对于PLC自动控制和中央监控室控制具有最高的优先级。只有将选择开关拨到远程控制以后,PLC控制和中央监控室的上位控制才起作用。
以是在进行自动控制调试前,首先要完成对现场各控制柜的调试,在保证现场設備安全的前提下才能进行远程控制。

1.4.1.3.2 PLC控制站

远程传输体系共设三个PLC控制站。PLC控制站的主要作用是采集现场的信号并控制設備的运行。现场的信号包括液位、流量、温度和設備的运行状态。
当現場控制櫃的模式开关选择到“远程”时,操作职员不能手动操作現場控制櫃上的启停按钮来控制設備的运行,因为此时,PLC控制站中的程序会自动根据上位監控系統给出的信号控制設備的运行。
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圖3PLC控制站流程圖
1.4.1.3.3上位監控系統

该远程传输体系的上位監控系統包括一个工程师站和一个操作员站。工程师站既能完成体系组态、调试及控制参数的在线修改和设置等;又能完成对全部工程污水处理的数据采集、监控、报表及打印等功能;操作员站主要完成对全部污水处理厂的数据采集、监控等功能。
在体系正常工作时,工程师站可兼作操作员站,方便监视与操作,从而提高体系的可靠性。污水处理各个阶段的数据以及各个設備的运行状态通过PLC采集并在上位机监控机上显示,操作职员可以查看工程现场各个設備的运行情况。同时可以对报表存档打印,显示实时报警和历史报警等,方便操作职员进行数据分析和故障排查。当現場控制櫃的模式选择开关选到“自动”时,在上位机监控机中可以选择設備为“手动”运行状态,然后手动控制設備的运行。


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图4上位監控系統拓扑图

1.4.1.4汙水處理工藝

不同的汙水處理對象,不同的汙水處理環境,將需要有不同的汙水處理工藝來處理。因此,在選擇汙水處理工藝的時候必需要認真考慮當地汙水的情況,以及實際的汙水處理的環境。
汙水處理的方法主要有物理、化學、物理化學,以及生物等幾種。這些方法根據實際情況,可以單一使用,也可以針對不同的汙水混合使用。目前,汙水處理的方法一般以生物處理法爲主,輔以物理處理法和化學處理法。
常用的工業汙水處理工藝有以下幾種:

  1. 、傳統活性汙泥法:是一種最古老的工業汙水處理工藝,該工藝的優點有:有機物去除率高,汙泥負荷高,池的容積小,耗電省,運行成本低。該工藝的缺點有:普通曝氣池占地多,建設投資大,滿足准相關指標範圍小、易産生汙泥膨脹現象,磷和氮的去除率低。

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傳統活性汙泥法工藝流程圖
  1. 、A/O法:A/O法是在傳統活性汙泥法的基礎上發展起來的一種工業汙水處理工藝,其中A代表Anoxic(缺氧的),O代表Oxic(好氧的)。
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A/O法工藝流程圖
  1. 、A2/O法:A2/O法也是在傳統活性汙泥法的基礎上發展起來的一種工業汙水處理工藝,其中A2,即A-A,前一個A代表Anaerobic(厭氧的),後一個A代表Anoxic(缺氧的);O代表(好氧的)。
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A2/O法工藝流程圖
  1. 、A/B法:A/B法是吸附生物降解法的簡稱,該工藝沒有初沈澱,將曝氣池分爲高低負荷兩段,並分別有獨立的沈澱和汙泥回流系統。
  2. 、SBR法:SBR法是歇式活性汙泥法的簡稱,是一種按照一定的時間順序間歇式操作的汙水生物處理技術,也是一種按間歇曝氣方式來運行的活性汙泥工業汙水處理技術,又稱序批式活性汙泥法。
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工藝流程圖
工作道理:
汙水由進水系統通過粗格柵和清汙機進行初步排除大塊雜質物體,到達除砂池中。在除砂池系統中細格柵和轉鼓清汙機進一步淨化汙水中的細小顆粒物體,將汙水中的細小沙粒濾除後進入氧化溝反應池。在該氧化溝系統中進行生化處理,分解汙水中的有害物質,此環節用到一些化學藥劑來加強處理结果,如複合堿、氯氣、油絮凝劑等。對汙水進行除油、消毒、調整PH值。同時在該系統中設置有溶解氧儀超聲波檢測器,通過它對汙水中的含氧量進行檢測,根據其反饋到PLC的值來控制曝氣機變頻器的運行,改變汙水中溶解氧的含量。潛水攪拌機的作用是推進水流,使氧化溝的汙水和活性汙泥處于劇烈攪拌充分混合接觸,使生化反應更加充分,以最大程度地分解汙水中的有害成分。經處理的汙水進入沈澱池中,在刮泥機的作用下進行物理沈澱,爲了加強沈澱结果,同時加入混凝劑和絮凝劑利用高分子助凝劑的強烈吸附架橋作用更加容易沈降。汙水經沈澱池處理最後到達脫水環節,離心式脫水機作用下進行脫水處理後排出清水。


聯系方式:北京軟件開發公司
電話:010-52895342,400-886-7161
郵件:service@maticsoft.cn
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