亚控科技—大型污水处理厂SCADA系统解决方案———北京亚控科技

［摘要］：在污水处理行业现场工作人员主要从事设备和工艺维护，对自动化相关知识了解较少，因此他们所需要的是一套稳定可靠、视觉逼真、操控简便、诊断与自恢复能力强的SCADA系统。但是对于上层污水运营管理人员和监管部门，则是需要一套能够方便进行数据统计、计算、分析具有灵活的生成报表、曲线等数据展现形式的软件系统。［关键词］：亚控科技     大型污水处理厂SCADA系统   KingSCADA3.0全开发版KingSCADA3.0运行版KingIOServer3.0KingHistorian3.0KingGraphic+KingCalculation+KingA&E+KingModelKingPortal
  一、市场需求

  随着我国经济的迅速发展，城市居民用水量和工业用水量不断增加，与此同时会产生大量的生活污水或工业废水，这些污水与废水如果不经过任何处理就排放不仅会造成环境污染、恶化人类赖以生存的环境，也是对宝贵的淡水资源极大的浪费。通过污水处理厂把污水进行处理，，去除大颗粒杂物，以及一些有害物质，处理后的水可以用于工业用水或者绿化使用，虽然达不到饮用标准，但是可以侧方面的减少干净的自来水的浪费，使水资源可以重复利用。

  污水处理已成为国家重点规划投资的项目，截至2009年底，全国设市城市、县及部分重点建制镇累计建成城镇污水处理厂1993座，总处理能力超过1亿立方米／日，分别比2005年增长了1.2倍和75%；正在建设的污水处理项目2360个，可新增污水处理能力约6400万立方米/日，在建和已建项目处理能力总和预计可达1.6亿立方米／日，成为污水处理能力短期内增长最快的国家之一。
  
        图1 污水处理发展1
  
        图2 污水处理发展2

  随着我国排水事业的迅猛发展，污水处理厂的数量不断增加，如何能够有效的管理污水处理的过程，节约资源，提高经济效益成为重点关注的问题。

  二、建设SCADA系统目的

  通过建设高稳定性和可靠性的SCADA系统，实现对污水处理厂污水处理过程的自动化管理与控制，节省现场操作所耗费的人力物力，提高工作人员的安全性；
把现场视频采集信息无缝集成到SCADA动态模拟画面，无论是对现场设备的操作还是报警信息展示都可以在SCADA画面通过视频和动画上双重展示，为系统上“双保险”。SCADA系统采集的数据上传到上层运营管理部门与运营监管部门；

  建立完整的历史数据库和报警事件数据库，解决目前目前大部分污水处理厂自动化水平低，设备运行安全问题较突出，生产运行管理和技术分析受技术条件限制较大的问题，有效的降低生产运营中的电耗、药耗等成本消耗，为事故分析和追忆提供依据，保证污水处理厂更加安全、可靠、经济地运行。

  三、解决方案

  1.大型污水处理厂SCADA系统解决要点

  -必须保证中心监控系统对设备操控的高度实时性、准确性与可靠性。对设备的操作须有严格的权限限制。

  -实现对现场大点数数据的采集，应保证系统的稳定性，数据的完整性和准确性。

  -实时数据处理与展示，数据展示应具有丰富的动态图形、趋势、报表等多种可视化途径，应将现场视频信息与实时采集数据、报警信息集成在同一画面显示。

  -自动化系统是一个可持续改进、优化发展的系统，SCADA软件应该能够适应系统的发展变化。

  -SCADA系统应能够兼容各种不同厂家种类的硬件设备，方便系统改造升级，充分保护用户初期投资并给用户设备选型提供便利。

  -数据存储应具有高效的存储压缩性能，以达到海量数据高分辨率、高精度存储并节省磁盘空间的目的。

  -数据检索应具备快速的响应速度，多客户端访问数据不应影响系统性能。

  -提供快捷的分析工具使操作人员可以方便地完成数据存储、查询、分析、统计计算。

  -所存储历史数据应该能够满足设备管理、工艺分析、成本分析、绩效管理等需求。

  2.解决方案架构图
  
        图3 解决方案架构图

  四、产品组合

  该方案使用亚控科技软件产品包括：

  -KingSCADA3.0全开发版

  -KingSCADA3.0运行版

  -KingIOServer3.0

  -KingHistorian3.0

  -KingGraphic+KingCalculation+KingA&E+KingModel

  -KingPortal

  五、方案分析

  在污水处理行业现场工作人员主要从事设备和工艺维护，对自动化相关知识了解较少，因此他们所需要的是一套稳定可靠、视觉逼真、操控简便、诊断与自恢复能力强的SCADA系统。但是对于上层污水运营管理人员和监管部门，则是需要一套能够方便进行数据统计、计算、分析具有灵活的生成报表、曲线等数据展现形式的软件系统。

  1.高性能与高可靠性的数据采集

  方案采用SCADA软件操作员站双机热备配置来保证系统采集\控制的可靠性。双机热备能够保证当主机出现异常时，从机会在1秒钟内代替主机工作，完全实现主机功能。
  
        图4 冗余功能

  方案中数据采集软件KingIOServer3.0独有的数据块采集技术，解决了大点数高采集频率通讯中的“瓶颈”，使采集性能达到最优效果。同时具备故障诊断和在线监视功能，为系统调试提供极大便利。
  
        图5 IOServer性能监视

  就污水处理厂自动化系统而言，在一个项目中会涉及很多种类不同型号的硬件PLC、仪表、变频器等设备，需要控制的设备有污水提升泵电机、闸门、电动\气动阀门、粗\细格栅电机、鼓风机等，随着需求的变化还会进行系统改造或扩建，这就对SCADA系统软件对硬件设备的兼容性有极高的要求。方案中采用的KingSCADA3.0软件支持与国内外1500多家3000多种硬件设备实现快速可靠的通讯，通过简单的参数设置即可实现与硬件设备的通讯。
  
        图6 支持设备

  2.生动的界面效果与视频信息无缝集成

  该方案采用的北京亚控KingSCADA软件，具有完美的图形动画界面展示功能，能够将模拟动画和现场视频集成在画面上展示给用户，使用户在计算机前就可以对现场任何设备和工艺流程一目了然。
     
        图7 画面全集成-图形动画
  
        图8 画面全集成-视频信息

  污水处理厂上层运营管理单（例如某市排水集团）和运营监管单位（例如某市环保局）需要获取污水处理厂现场实时数据，用于对污水处理厂运营情况进行实时监视。方案中采用的KingSCADA3.0