King SCADA在新疆烏魯木齊市虹橋再生水廠的應用

宮新成　李永寧

摘 要：本文基于King SCADA作為組態(tài)軟件的中控監(jiān)控系統(tǒng)，通過King SCADA便捷的組態(tài)畫面開發(fā)環(huán)境提供了詳盡實用的污水處理工藝流程圖、工藝參數(shù)以及報表曲線，不僅完全滿足了污水處理對于各個工藝生產(chǎn)過程的監(jiān)控需求，同時極大的減輕了生產(chǎn)操作人員的勞動強度，形成了一套可靠的中控監(jiān)控系統(tǒng)。

關鍵詞：King SCADA;污水處理;PLC

引 言

由于水資源短缺問題在我國凸顯，為了解決這一突出問題，污水處理應運而生，在污水處理過程中，如何將現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進行提取并進行實時監(jiān)控成為一大難題。因此諸多學者針對這一問題，提出基于King SCADA軟件進行相關研究與探討，其中，段滿珍[1]等人基于King SCADA軟件并利用數(shù)據(jù)庫模型，將路網(wǎng)與監(jiān)控系統(tǒng)相結合，實現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)的動態(tài)演示過程，并開發(fā)了相關的附加功能;李朝霞[2]等人通過應用King SCADA組態(tài)軟件針對特長隧道的群監(jiān)控上位機系統(tǒng)進行了研究，并對系統(tǒng)的界面設計進行了相關探討;陳超[3]等人基于King SCADA系統(tǒng)，實現(xiàn)在電腦前獲取石油項目中注水的各項數(shù)據(jù)，提高了現(xiàn)場的管理水平;張寶[4]等人將King SCADA與西門子的S7-400系列PLC相結合，主要分析研究污水處理過程中的自動控制系統(tǒng);王惠[5]等人基于King SCADA系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)采集器對不同職能儀表進行了數(shù)據(jù)采集，并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至能耗監(jiān)測端，最后通過以太網(wǎng)傳輸針對相關數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控。

1 項目概況

虹橋再生水廠改造規(guī)模3萬立方米/日，新增了深度處理設施間、清水池、吸水井、多段多級AO生物反應池加藥脫泥等設備，目前該廠完成擴改項目投入使用處理后的污水相較于改造前水質(zhì)更高，使其出水水質(zhì)達到（GB18918—2002）中一級A標準，且日均處理量有了極大提升。

2 工藝及自控系統(tǒng)介紹

該項目由King SCADA 作為上位組態(tài)軟件進行數(shù)據(jù)采集、工藝參數(shù)調(diào)節(jié)、設備運行狀態(tài)展示以及向PLC控制系統(tǒng)發(fā)送控制指令，PLC控制系統(tǒng)采用施耐德M580系列PLC作為各個子站主控，通過交換機連接光纖形成環(huán)網(wǎng)接入中控，依據(jù)工藝段分為了5個PLC站。

PLC1粗格柵及污水提升泵站，將服務片區(qū)各小區(qū)及其他用戶排放的生活污水經(jīng)管路匯集然后經(jīng)過粗格柵初級除渣后由提升泵經(jīng)管道輸送至下一站。

PLC2深度處理站，此工藝段為本次改造核心工藝段之一，主要有5組深度處理濾池組成將上一級生物反應后的中水進行更細致的過濾消毒到此工藝段完成整個污水再生過程。

PLC3污泥脫水站，由污泥脫水機、加藥設備及其他相關附屬設備構成，將各級工藝段產(chǎn)生的雜質(zhì)污泥進行脫水處理。

PLC4回流及剩余污泥泵房，將細格柵處理后的污水進行初次沉淀后再進入二次沉淀池進一步將雜質(zhì)去除。

PLC5中心配電室站，此站有多段AO生物反應池，加藥設備間以及綠化送水泵房，其中多段多級AO生物反應池為另一個核心工藝段，主要分為厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、兼氧區(qū)和好氧區(qū)，此工藝段使污水中的碳源有選擇的供給不同功能區(qū)，優(yōu)先用于厭氧釋磷和反硝化脫氮等，可有效節(jié)省碳源。

3? King SCADA組態(tài)軟件的應用

King SCADA是北京亞控科技發(fā)展有限公司面向工控領域的又一力作，此軟件作為亞控科技公司面向高、中端市場的SCADA產(chǎn)品，King SCADA因具有友好的界面、易于開發(fā)的使用感受、強大的功能、較強的產(chǎn)品兼容性以及較高的可靠性，因此完全滿足本項目污水處理廠生產(chǎn)運行以及對工藝過程監(jiān)控和管理的需求。在本項目的應用中它主要實現(xiàn)了以下功能：

（一）現(xiàn)場設備工藝流程的展示。對于一個現(xiàn)代化工廠來說如何將現(xiàn)場必要的設備盡可能的通過PLC、以太網(wǎng)通訊及PC組成一套適宜于本廠生產(chǎn)及管理的系統(tǒng)尤為重要。King SCADA友好易操作的開發(fā)環(huán)境可以使自控工程師在較短的時間開發(fā)出一套適用于實際工程的上位控制系統(tǒng)，可以對全廠的工藝流程進行清晰直觀的展現(xiàn)，對每個工藝段的單體設備進行詳細的布置。King SCADA提供了方便的畫圖工具，豐富的動畫鏈接，且支持靈活腳本編開發(fā)。

工程師可以通過King SCADA自帶的豐富圖庫選擇適合的設備元素進行畫面組合，也可以使用基礎工具自行繪制然后將繪制的元素制作成精靈圖或圖形模型后添加進自己的模型庫。同時為修改優(yōu)化也提供了便利。例如在本項目中多段多級AO生物池中有多達16臺潛水推進器、16臺閥門，這些設備不僅需要在組態(tài)畫面中顯示運行狀態(tài)還要對每臺設備發(fā)出操作指令因此其開發(fā)工作較為復雜，而通過圖形模型及腳本結合的方式，開發(fā)出對應類型的標準模型則大大的提高了開發(fā)效率、工程的可靠性以及可維護性。

（二）方便快速的點位配置。King SCADA不僅在畫面繪制方面很方便，由于它支持變量的批量導入導出支持變量分組等操作，因此該軟件在對變量進行添加、刪除、修改、報警設置等操作時非常便捷。開發(fā)者只需將需要操作的變量選中導出即可進行靈活操作。通過批量導入導出分組的操作方式可以對大量的設備點進行連接，在提高開發(fā)速度的同時減少了邏輯不清混亂發(fā)生錯誤的可能。

（三）項目中各類設備的良好接入性。由于本項目為擴改建項目因此在新建增項目的同時還有部分原設備需要統(tǒng)一接入系統(tǒng)，在新增的5個PLC站統(tǒng)一為M580系列PLC，但在如加藥設備、除臭設備、脫泥設備等具有獨立控制器的單體設備中PLC型號都各不相同，本項目中使用了施耐德M580、TM221系列PLC、西門子S7-200、S7-200 smart PLC等。因此多種型號的PLC如何接入此系統(tǒng)正確采集數(shù)據(jù)對組態(tài)軟件的設備兼容性有較高要求。而KingSCADA豐富的驅(qū)動解決了這個難題，根據(jù)需要接入系統(tǒng)的PLC型號在驅(qū)動庫中選擇對應驅(qū)動安裝完成配置對應的采集點即可完成數(shù)據(jù)采集。

（四）報表、曲線及報警展示。由于本項目中涉及各類生產(chǎn)參數(shù)較多如：進水出水指標中的瞬時流量值、PH值、流量累計值、濁度值、氨氮值、COD 值、總磷值以及在曝氣、加藥、深度處理等工藝過程中所需的溶解氧值、液位值、ORP 值等。以上各類參數(shù)為滿足生產(chǎn)管理等需求在畫面相應設備工藝段處展示時的同時和需要完成生產(chǎn)報表、曲線查詢、報警提醒等功能。

曲線查詢時只需要通過曲線控件即可完成所需變量的曲線查看，同時還具有實時趨勢曲線與歷史趨勢曲線進行轉(zhuǎn)換的功能，用戶可以更具需求進行個性化定制化查詢。在報警功能中除了常用的報警控件可以在畫面中進行提示還可以添加語音播報功能，可在報警發(fā)生時播報報警值、報警時間等信息。在報表開發(fā)時用戶需要定制的報表較為復雜時則可以通過控件腳本實現(xiàn)。

4 結束語

虹橋再生水廠自投運以來，此套中央監(jiān)控系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。King SCADA作為一款國產(chǎn)工控軟件其對工程開發(fā)人員擁有較為友好的開發(fā)環(huán)境、簡便的操作、靈活的腳本支持環(huán)境已經(jīng)有了很大的進步。雖然與國外先進工控軟件還有較大差距但在以上這些方面已經(jīng)有了明顯改善。通過這次的實際應用在明顯提高開發(fā)效率的同時，也為業(yè)主提供了一套完善好用的中控監(jiān)控系統(tǒng)，提高了生產(chǎn)管理人員的工作效率方便了生產(chǎn)管理。

參考文獻

[1] 段滿珍，董博，曹會云，米雪玉.基于組態(tài)軟件的城市交通運行演示系統(tǒng)[J].交通與運輸（學術版），2016（01）：47-51.

[2] 李朝霞.King SCADA組態(tài)軟件在特長隧道群監(jiān)控中的應用[J].山西建筑，2013，39（20）：164-165.

[3] 陳超，趙天福.應用KingSCADA系統(tǒng)，提高精細注水管理[J].石油化工應用，2016，35（01）：77-79.

[4] 張寶. 基于King Scada的污水處理廠監(jiān)控系統(tǒng)的研究[D].哈爾濱理工大學，2012.

[5] 王惠，何文雪，王艷.基于KingSCADA的能耗監(jiān)測系統(tǒng)設計[J].工業(yè)控制計算機，2015，28（09）：16-17.

作者簡介：宮新成、1993年生、男、電氣工程及其自動化專業(yè)、本科、研究方向：自動化控制