給排水處理監(jiān)控系統(tǒng)

1、目錄目錄第 1 章 給排水處理監(jiān)控系統(tǒng)工藝分析.11.1 給排水工程簡述 .11.2 紫金橋軟件概述 .2第 2 章 給排水處理監(jiān)控系統(tǒng)設計.32.1 給排水處理監(jiān)控系統(tǒng)儀表的選擇 .42.2 給排水處理監(jiān)控系統(tǒng)傳感器的選型 .42.3 給排水處理監(jiān)控系統(tǒng)控制方案分析 .5第 3 章 基于紫金橋的給排水處理監(jiān)控系統(tǒng)程序設計.63.1 建立設置界面 .63.2 窗口屬性設置 .63.3 主控界面 .73.4 歷史趨勢界面 .83.5 大系統(tǒng)水系統(tǒng)畫面 .10第四章 結(jié)論與體會.11參考文獻.12控制系統(tǒng)綜合實驗1第第 1 1 章章 給排水處理監(jiān)控系統(tǒng)工藝分析給排水處理監(jiān)控系統(tǒng)工藝分析1.11.1

2、 給排水工程簡述給排水工程簡述給排水工程主要是：用水文學和水文地質(zhì)學的原理解決取水和排水的有關問題；用水力學的原理解決水的輸送；用物理、化學和微生物學的原理進行水質(zhì)的處理和檢驗。19 世紀后期，基于對城市公共衛(wèi)生重要性的認識，在美國形成了衛(wèi)生工程學科，給排水工程是其主要組成部分。20 世紀 60 年代在美國、80 年代在中國形成環(huán)境工程學科，又從水環(huán)境的高度把給排水工程原有內(nèi)容的大部分包括在內(nèi)，使給排水工程和環(huán)境工程、水資源工程以及環(huán)境科學互相交叉，共同發(fā)展。電子計算機和系統(tǒng)工程應用于給排水工程的規(guī)劃、設計、施工和運行管理，使給水質(zhì)量與廢水處理進入一個新階段。給水水源有地表水、地下水和再用水。

3、地表水主要指江河、湖泊、水庫和海洋的水，水量充沛，是城市和工廠用水的主要水源，但水質(zhì)易受環(huán)境污染；地下水水質(zhì)潔凈，水溫穩(wěn)定，是良好的飲用水水源；再用水是工業(yè)用水的重復使用或循環(huán)使用，先進國家的工業(yè)用水中約 60%80%是再用水。給水工程是為居民和廠、礦、運輸企業(yè)供應生活、生產(chǎn)用水的工程。由給水水源、取水構(gòu)筑物、輸水道、給水處理廠和給水管網(wǎng)組成，具有取集和輸送原水、改善水質(zhì)的作用。給水水源有地表水、地下水和再用水。地表水主要指江河、湖泊、水庫和海洋的水，水量充沛，是城市和工廠用水的主要水源，但水質(zhì)易受環(huán)境污染；地下水水質(zhì)潔凈，水溫穩(wěn)定，是良好的飲用水水源；再用水是工業(yè)用水的重復使用或循環(huán)使用，先

4、進國家的工業(yè)用水中約 6080是再用水。取水構(gòu)筑物有地表水取水構(gòu)筑物和地下水取水。從遠距離水源輸水到用水地點的整個輸水系統(tǒng)，包括管道、明渠、暗渠和橋梁、隧道等。排水工程是排除人類生活污水和生產(chǎn)中的各種廢水、多余的地面水的工程。由排水管系（或溝道）、廢水處理廠和最終處理設施組成。通常還包括抽升設施（如排水泵站）。排水管系收集和輸送廢水（污水）的管網(wǎng)，有合流管系和分流管系。合流管系只有一個排水系統(tǒng)，雨水和污水用同一管道排輸。分流管系有兩個排水系統(tǒng)：雨水系統(tǒng)收集雨水和冷卻水等污染程度很低、不經(jīng)過處理直接排入水體的工業(yè)廢水，其管道稱雨水管道；污水系統(tǒng)收集生活污水及需要處理后才能排入水體的工業(yè)廢水，其管

5、道稱污水管道。廢水處理廠包括沉淀池、沉沙池、曝氣池、生物濾池、澄清池等設施及泵站、化驗室、污泥脫水機房、修理工廠等建筑，廢水處理的一般目標是去除懸浮物和改善耗氧性，有時還進行消毒和進一步處理。最終處理設施視不同的排水對象設有水泵或其他提水機械，將經(jīng)過處理廠處理滿足規(guī)定的排放要求的廢水，排入水體或排放在土地上?？刂葡到y(tǒng)綜合實驗21.21.2 紫金橋軟件概述紫金橋軟件概述紫金橋監(jiān)控組態(tài)軟件由紫金橋公司出版，是由中石油出資成立的專門從事計算機軟件產(chǎn)品開發(fā)的高新技術企業(yè)，是中國石油天然氣集團的軟件開發(fā)基地。公司專注于自主知識產(chǎn)權軟件產(chǎn)品“實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)”和“監(jiān)控組態(tài)軟件”的開發(fā)與推廣工作，以為企業(yè)集團

6、及客戶提供完整的自動化&信息化解決方案為己任。 公司與中科院、清華大學、中國科技大學、石油大學等國內(nèi)著名高等學府和科研機構(gòu)保持著緊密的合作關系，同時還與國外知名大公司保持技術協(xié)作關系。 紫金橋軟件技術有限公司是國內(nèi)最早研發(fā)國產(chǎn)大型實時數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品的公司之一。先后承擔了國家“九五”攻關項目實時數(shù)據(jù)庫及其監(jiān)控系統(tǒng)平臺軟件的開發(fā)工作、國家 863 計劃 CIMS 示范工程大慶石化總廠乙烯廠 CIMS和大慶石化化肥廠 CIMS項目的開發(fā)及國家 863 項目實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的研究開發(fā) 。在國家 863 驗收會議上，紫金橋?qū)崟r數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品受到了驗收專家高度評價。紫金橋監(jiān)控組態(tài)軟件是紫金橋公司在長期的科研

7、和工程實踐中開發(fā)的通用工業(yè)組態(tài)軟件。紫金橋組態(tài)軟件在實際應用中，以其可靠性、方便性和強大的功能得到用戶的高度評價，用戶已經(jīng)廣泛應用于石化、煉油、汽車、化工、冶金、制藥、建材、輕工、造紙、采礦、環(huán)保、電力、交通、智能樓宇、倉儲、物流、水利等多個行業(yè)和領域的過程控制、管理監(jiān)測、現(xiàn)場監(jiān)視、遠程監(jiān)視、故障診斷、企業(yè)管理、資源計劃等系統(tǒng)。 紫金橋組態(tài)軟件主要特點：紫金橋組態(tài)軟件是真正的客戶/服務器軟件，同時支持分布式服務器和分布式客戶端。一處定義，多處引用：在服務器端定義的點，可以同時在多個客戶端上引用，減少組態(tài)工作量和避免數(shù)據(jù)的不一致性。 強大的數(shù)據(jù)庫處理核心：數(shù)據(jù)庫服務器可以進行各種運算和數(shù)據(jù)處理，

8、如量程變換、報警、歷史數(shù)據(jù)記錄、PID 控制、流量累計等多種處理，支持數(shù)據(jù)庫腳本，在核心級實施控制，滿足控制的實時需求。靈活的點參數(shù)結(jié)構(gòu)，用戶根據(jù)需要組態(tài)自定義點類型和點參數(shù)，滿足個性化需求。 豐富的 IO 驅(qū)動：紫金橋組態(tài)軟件在長期的應用過程中，開發(fā)了數(shù)百種久經(jīng)考驗的 IO 通訊接口，支持各類智能儀表、智能模塊、變頻器、板卡、PLC 和DCS。同時支持 OPC、DDE 等各類開放接口。逼真的圖形系統(tǒng)：全面支持過渡色、透明色，支持各種圖形畫刷，真實再控制系統(tǒng)綜合實驗3現(xiàn)生產(chǎn)流程，能設計出逼真的圖形效果。系統(tǒng)預先定義了數(shù)百種標準圖形，如泵、閥、馬達等，可以大大縮短開發(fā)時間。用戶也可以自定義圖庫，

9、一勞永逸。功能強大的腳本系統(tǒng)： 系統(tǒng)支持多種觸發(fā)形式的腳本，如鍵動作、數(shù)據(jù)刷新動作、條件動作、應用動作、窗口動作、對象動作，可以構(gòu)建各類復雜系統(tǒng)。報表系統(tǒng)：紫金橋組態(tài)軟件本身提供了報表系統(tǒng)，可以支持紫金橋的各類運算和函數(shù)，可把紫金橋的各類（包括實時、歷史、統(tǒng)計等）數(shù)據(jù)無縫嵌入EXCEL。豐富的組件對象：可以直接在畫面中插入各類 Windows 標準控件，如文本編輯框、下拉框、列表框、表格、復選框等，全面支持各類 ActiveX 控件和OLE 對象，提供各種功能組件如溫控曲線、時間調(diào)度、自定義菜單等。由紫金橋監(jiān)控組態(tài)軟件來模擬氨氣處理控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)用來對該系統(tǒng)對氨氣處理進行監(jiān)控，將輸煤處理運行

10、時各個運行參數(shù)實時采集到紫金橋監(jiān)控組態(tài)軟件對應變量中。紫金橋監(jiān)控組態(tài)軟件具有如下功能： 1、率先推出腳本調(diào)試功能。 2、增加窗口自定義函數(shù)，增加畫面圖層功能,支持字符串歷史存取。 3、增加子窗口、模態(tài)窗口、窗口間數(shù)據(jù)訪問等功能。 4、支持中英文操作系統(tǒng),支持 windows7 操作系統(tǒng)。 5、完善臨時數(shù)組、窗口數(shù)組、全局數(shù)組等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 6、進一步更新驅(qū)動設備?？刂葡到y(tǒng)綜合實驗4第第 2 2 章章 給排水處理監(jiān)控系統(tǒng)設計給排水處理監(jiān)控系統(tǒng)設計2.12.1 給排水處理監(jiān)控系統(tǒng)儀表的選擇給排水處理監(jiān)控系統(tǒng)儀表的選擇該系統(tǒng)由兩部分完成：給水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)。該系統(tǒng)為反滲透純水系統(tǒng)，包括一級反滲透、二級

11、反滲透。主要控制系統(tǒng)有原水閥、原水泵、一級高壓泵、一級純水泵、二級純水泵等，輸入監(jiān)控點有兩個電導率、2 個流量、2 個 PH 值、一個水箱液位、1 個溫度點以及故障信號等。葉輪是離心泵的核心部分，它轉(zhuǎn)速高輸出力大，葉輪上的葉片又起到主要作用，葉輪在裝配前要通過靜平衡實驗。葉輪上的內(nèi)外表面要求光滑，以減少水流的摩擦損失。泵體也稱泵殼，它是水泵的主體。起到支撐固定作用，并與安裝軸承的托架相連接。泵軸的作用是借聯(lián)軸器和電動機相連接，將電動機的轉(zhuǎn)距傳給葉輪，所以它是傳遞機械能的主要部件。填料函主要由填料，水封環(huán)，填料筒，填料壓蓋，水封管組成。填料函的作用主要是為了封閉泵殼與泵軸之間的空隙，不讓泵內(nèi)的水

12、流不流到外面來也不讓外面的空氣進入到泵內(nèi)。始終保持水泵內(nèi)的真空！當泵軸與填料摩擦產(chǎn)生熱量就要靠水封管住水到水封圈內(nèi)使填料冷卻！保持水泵的正常運行。所以在水泵的運行巡回檢查過程中對填料函的檢查是特別要注意！在運行 600 個小時左右就要對填料進行更換。本系統(tǒng)的控制要求如下： 高位水箱與低位水箱中均設液位計，將水位信號送至 b&r pcc2003 控制器，實現(xiàn)自動控制；回水泵應同時接受這兩個水箱的制約。當?shù)臀凰涮幱诘退粫r，為了避免水泵的空轉(zhuǎn)，無論高水位水箱如何，回水泵都不能啟動；應設有 3 臺電動機運行指示器及自動鼓掌顯示，液位顯示。3 抬電機均有過載保護，短路保護，對于變頻器啟動時，

13、應先是接觸器通電，然后變頻器通電；停止時，變頻器先停止運行，然后接觸器斷電。設手動/自動方式轉(zhuǎn)換，手動時，可優(yōu)操縱者分別啟動每臺水泵；自動時，制定啟動運行后，由 b&r 控制器根據(jù)高/低位水箱的液位計信號進行邏輯運算判斷后，對 3 臺水泵運行實現(xiàn)自動控制；手動十，3 臺水泵可同時運行，而自動時，生活泵和消防控制系統(tǒng)綜合實驗5泵不能同時運行；對生活泵要能實現(xiàn)恒壓供水。手動控制時，變頻器解除；實現(xiàn)集中控制臺，實驗室，現(xiàn)場水泵三地控制；當消防信號引入后，自動啟動消防泵；自動失效時，可手動強迫啟動。2.22.2 給排水處理監(jiān)控系統(tǒng)傳感器的選型給排水處理監(jiān)控系統(tǒng)傳感器的選型主電路設計由于功率最大

14、的電動機僅為 3kw，故采用直接啟動方式；各電機均設有過載保護 fr1，fr2，fr3。各臺水泵均設有短路保護裝置。 pc 選擇及 i/o 分配根據(jù)上述控制要求可統(tǒng)計出現(xiàn)輸入信號 10 個，輸出信號 5 個，故可選用 pcc2003 輸入模塊為 di435 和混合模塊 cm211，它可實現(xiàn) 16 點輸入和 8 點輸出，因此在本系統(tǒng)使用尚有余量，可供增加備用泵時使用。2.32.3 給排水處理監(jiān)控系統(tǒng)控制方案分析給排水處理監(jiān)控系統(tǒng)控制方案分析本系統(tǒng)以 PLC 為控制主體，并配置組態(tài)軟件作為監(jiān)控系統(tǒng)，來實現(xiàn)對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)視和流程控制。系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)簡單，PLC 通過工業(yè)總線形式從各設備傳感器、壓力儀表

15、等采集數(shù)據(jù)，通過軟件設計控制程序，對現(xiàn)場開關、閥門等進行監(jiān)控處理，并可以以多種工作方式進行操作，如就地操作模式、遠程操作模式、自動流程控制等，將設備進行集中控制管理，并監(jiān)視其運行狀況，方便進行故障處理。PLC 控制站同監(jiān)控計算機之間通過以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通訊，控制終端均設置在監(jiān)控中心，由工作人員進行監(jiān)控。上位機根據(jù)工藝流程設計監(jiān)控畫面，具有數(shù)據(jù)采集顯示、數(shù)據(jù)存儲管理、報警輸出、歷史數(shù)據(jù)存儲及報表生成等功能，并連接網(wǎng)絡打印機，方便生產(chǎn)過程中需要生成各種報表文件。該系統(tǒng)設計了冗余的配置模式，兩臺上位機通過以太網(wǎng)相連接，正常時主機進行于 PLC 的通訊，而主機發(fā)生異常時由從機與下位控制系統(tǒng)通訊，數(shù)據(jù)同步

16、備份，保證了數(shù)據(jù)一致和完整性，使生產(chǎn)安全穩(wěn)定的運行。此外在制水系統(tǒng)制備及運行過程中還存在著內(nèi)部污染。內(nèi)部污染與制水污染系統(tǒng)的設計、選材、運行、維護、貯存、使用等因素密切相關。各種水處理設備可能成為微生物的內(nèi)部污染源，如原水中的微生物被吸附于活性炭、去離子樹脂、顧慮膜和其他設備的表面上，形成生物膜，存活于生物膜中的微生物受到生物膜的保護，一般消毒劑對它不起作用。另一個污染源存在于分配系統(tǒng)里。微生物能在管道表面、閥門和其他區(qū)域生成菌落并在那里大量繁殖，形成生物膜，從而成為持久性的污染源。因此國外一些企業(yè)對制水系統(tǒng)的設計有比較嚴格的標準。控制系統(tǒng)綜合實驗6第第 3 3 章章 基于紫金橋的給排水處理監(jiān)

17、控系統(tǒng)程序設計基于紫金橋的給排水處理監(jiān)控系統(tǒng)程序設計3.13.1 建立設置界面建立設置界面使用紫金橋監(jiān)控組態(tài)軟件來建立一個新的工程。如圖 3-1 所示。 圖 3-1 建立新工程 單擊確認后，出現(xiàn)操作頁面，如圖 3-2 所示?？刂葡到y(tǒng)綜合實驗7圖 3-2 建立新的界面3.23.2 窗口屬性設置窗口屬性設置然后對窗口進行定義，設置窗口屬性，如圖 3-3圖 3-3 窗口屬性設置控制系統(tǒng)綜合實驗83.33.3 主控界面主控界面使用紫金橋監(jiān)控組態(tài)軟件在畫面上繪制出輸煤處理控制系統(tǒng)的工作部件，在圖庫中找到相應的部件，將輸煤系統(tǒng)的工作流程完整的顯示出來。寫好各個部件的名稱，調(diào)整各部件的大小和顏色使得畫面整齊

18、美觀。紫金橋監(jiān)控組態(tài)軟件開發(fā)系統(tǒng)編制應用程序過程中要考慮以下三個方面: (1)圖形,是用抽象的圖形畫面來模擬實際的工業(yè)現(xiàn)場和相應的工控設備。 (2)數(shù)據(jù),就是創(chuàng)建一個具體的數(shù)據(jù)庫,并用此數(shù)據(jù)庫中的變量描述工控對象的各種屬性,比如流量等。 (3)連接,就是畫面上的圖素以怎樣的動畫來模擬現(xiàn)場設備的運行,以及怎樣讓操作者輸入控制設備的指令。找出給排水控制系統(tǒng)所需要的相應部件，繪圖分析及運行。如圖 3-4、3-5所示：3.4 主控界面圖控制系統(tǒng)綜合實驗93.5運行界面3.43.4 歷史趨勢界面歷史趨勢界面趨勢曲線有實時趨勢曲線和歷史趨勢曲線兩種。趨勢曲線的外形類似于坐標紙，X 軸代表時間，Y 軸代表變

19、量值。最多可顯示 4 條實時趨勢曲線，歷史趨勢曲線最多可顯示 8 條。而一個畫面中可定義數(shù)量不限的趨勢曲線（實時趨勢曲線或歷史趨勢曲線） 。在趨勢曲線中工程人員可以規(guī)定時間間距，數(shù)據(jù)的數(shù)值范圍。歷史趨勢設置及歷史趨勢界面圖，如圖 3-6、圖 3-7 所示：控制系統(tǒng)綜合實驗10圖 3-6 歷史趨勢設置圖圖 3-7 歷史趨勢界面3.53.5 大系統(tǒng)水系統(tǒng)大系統(tǒng)水系統(tǒng)儀表界面儀表界面在對工業(yè)現(xiàn)場監(jiān)控時，如果一旦發(fā)現(xiàn)某一個參數(shù)的數(shù)值發(fā)生了異常，就應該馬上的通知操作人員，以便于操作人員對異常情況采取及時而有效的措施，避免發(fā)生重大的損失。在紫金橋?qū)崟r數(shù)據(jù)庫中可以使用報警來完成對異常的通知。紫金橋系統(tǒng)中報警的產(chǎn)生、處理和保存都在實時數(shù)據(jù)庫中完成，當需要顯控制系統(tǒng)綜合實驗11示報警時，可以運行人機界面系統(tǒng)來顯示報警.報警系統(tǒng)設置及報警運行圖，如圖 3-8、圖 3-9 所示：圖 3-8 警報設置圖 3-9 警報運行第第 4 4 章章 結(jié)論與體會結(jié)論與體會紫金橋?qū)ξ覀儊碚f是一款新接觸的軟件，在兩個星期的時間里，不能說完全融會貫通，但是也可以制作一些簡易的控制系統(tǒng)了，讓我們懂得只要有耐心，有毅力沒有什么不可能完成的。當然老師的入門講解是不可或缺的，但是畢竟是師父領進門修行在個人，控制系統(tǒng)綜合實驗12所以個人的努力是少不了的，紫金橋這組軟件包含了很多技術在內(nèi)