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行業能力

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水,污水行業

水和污水解決方案 


一、行業背景 

       人們通常所說的水處理,主要包括污水處理和凈水處理,而污水處理又分為工業廢水處理和生活用水處理。目前對于水處理行業的控制需求而言,PLC類控制器的性能特點是最適合這一行業的,因此也在水處理集散控制系統中得到了大量應用,對整個集團公司的管理層面而言,又往往應用SCADA系統進行宏觀的指揮、調度和管理,真正達到“集中指揮,分散控制”的效果和要求。相應地,大量的人機界面、顯示儀表等也會有比較大的需求。而在水質監測、水狀態測量等方面,又需要應用大量的儀器儀表類產品。近年來,從比較普及的現場總線,到相對較新的工業以太網,都已經得到了成規模的應用,效果也越來越得到改善。而在執行機構的環節中,變頻器的應用也越來越普遍。變頻器應用于鼓風機與水泵類負載時,具有多重優點,相對于閥門、擋板的調節方式,變頻調速可以使調速對象運行在節能狀態下,從原理上實現大量的成本節約;同時,使用變頻器也減少了機械的損耗,降低了執行器的沖擊性,對電網也能起到?;さ淖饔?。

 

二、給水處理工藝

     a. 給水處理的任務就是對原水進行加工,使水質符合于生活或工業用水的各種要求。常見的制取自來水的過程主要分 為以下幾個步驟:

           • 原水輸送:將江河湖泊或者水庫中的水輸送至水處理廠的過程,通?;嵊墑鋈∷謎咀槌?。

          • 混凝攪拌:在反應池加藥劑(混凝劑,助凝劑)攪拌混合,使水中的膠體顆粒脫穩,和其他微粒結成絮體。

          • 沉淀:在沉淀池中沉淀,去除水中的絕大部分懸浮微粒物和絮體。

          • 過濾:通過濾層過濾,進一步去除懸浮物和絮體。反沖洗恢復濾層的過濾功能。濾池根據過濾介質不同有砂濾.煤 濾.碳濾等工藝方式。

          • 消毒:在進水處加氯,根據需要在出水處補氯,并混合.接觸,殺死殘留水中的病原微生物。其他消毒方法有:紫 外線,二氧化氯和臭氧。

           • 深度處理:為了進一步提高出水水質,通常采用臭氧+活性碳的過濾及消毒方式來達到直飲水的出水指標。

          • 儲存:清水池儲存,通過調節閥調節水流量變化。

          • 送水:指將處理完畢的自來水通過加壓后送入管網的過程,通常由送水增壓泵站組成。

 

     b.自來水廠的常用監測數據

     水溫.濁度(NTU). PH. COD. TOC.流量.壓力.液位等。

      控制功能:

           a)與自來水公司調度中心有線或 無線通訊

           b)廠級管理信息系統管理

          c)提升泵站遠程控制站

          d)加氯加藥系統分布式控制站

          e)濾池過濾.反沖洗系統分布式 控制站

          f)溫度.壓力.水質儀表實時檢 測,動態顯示

          g)歷史數據采集.事故記錄.趨勢圖顯示運行報表自動生成,實時.定時打印

 

三、污水處理工藝

       城市污水處理就是利用各種設施設備和工藝技術,將污水中所含的污染物質從水中分離去除,使有害的物質轉化為 無害的物質.有用的物質,水則得到凈化,并使資源得到充分利用。典型的城市污水處理廠的污水處理流程主要分為:

預處理工藝:包括格柵處理.泵房抽升和沉砂處理。

      •格柵處理的目的是截留大塊物質以?;ず笮?管線.設備的正常運行。

      •泵房抽升的目的是提高水頭,以保證污水可以靠重力流過后續建在地面上的各個處理建筑物。

      •沉砂處理的目的是去除污水中砂.石與大塊顆粒物,以減少它們在后續構筑物中的沉降,防止造成設施淤砂,影 響功效,造成磨損堵塞,影響管線設備的正常運行。

      —級處理工藝:主要是初次沉淀池,目的是將污水中懸浮物盡可能的沉降去除,一次沉淀池可去除50%左右的懸浮物和25%左右的BOD5。

      二級處理工藝:主要是由曝氣池(生化池)和二次沉淀池構成,主要目的是通過微生物的新陳代謝將污水中的大部分污染物變成CO2和H2O。

 

     回用深度處理(中水回用):

        為了滿足高標準的受納水體要求或回用于工業等特殊用途而進行的進一步處理,通用的工藝有混凝沉淀和過濾。深 度處理的末端往往還要有加氯要求和接觸池。深度處理能有效解決節約水源,是廢水處理后得到再利用,是未來的 發展趨勢。

     污泥處理和污泥處理裝置:

       主要包括污泥濃縮(機械濃縮和重 力濃縮).消化(厭氧中溫).脫水.堆肥農用或填埋(對于重金屬超標 的污泥,經脫水處理后要慎重處 置,一般需要將其填埋)。

     沼氣利用:

       對污泥消化處理過程中產生的沼 氣要進行凈化,主要是脫硫.除 濕和過濾。然后要對其妥善存儲。目前,沼氣的主要利用途徑還是 在處理廠內進行綜合利用,主要 包括沼氣發電.驅動鼓風機或水 泵,以及直接采用沼氣鍋爐進行 污泥加熱等方面。

 

四、羅克韋爾自動化在水行業的解決方案

     分布式監控軟件解決方案 (Supervisory Software Solutions)

           •通過基于分布式多客戶機/服務器的C/S結構組態軟件FactoryTalk ViewSE來可視化監控和管理整個水/污水 處理廠,通過赫思曼RS系列交換機進行通訊。

           •無需對由水處理OEM工藝設備提供的 圖形畫面進行修改,可直接將其嵌入 到廠級HM丨系統并保持自上而下相同 的風格。

          •通過 FactoryTalk directory 技術,系統資源(丨/〇標簽和畫面)只需一次定義就 可以在整個系統中共享,減少重復并 有效節省編程時間。

          •常規的工藝參數及其實驗分祈數據可長期歸檔入數據倉庫FactoryTalk Historian,為實時和歷史報表提供依據。靈活的控制平臺解決方案 (Flexible Controller Solutions)

          •提供可升級的過程控制平臺Logix、 開放的網絡協議CIP和可選擇的冗余 結構,所有的開發和調試工作由一套統一的編程軟件來完成,從而滿足幾 乎所有水行業應用的需要。

          •開發應用程序的工藝設備OEM廠商、 系統集成商和水行業用戶只需使用羅 克韋爾RSLogix5000開發軟件就可以輕松實現實名標簽編址、用戶自定義數據類型、梯形圖、功能塊等開發工 作,從而大大縮短程序開發時間、簡 化系統維護的工作量。分布式遠程RTU解決方案 (Remote Terminal Unit(RTU)Solutions)

          •通過基于A-B PLC的RTU解決方案,對水源地或配水管網的信息進行遠程 監視和采集。

          •對用戶實際運行情況進行分祈,為用 戶提供訂制化培訓、及時的產品維修、 備件的管理、專業的網絡測試和診斷先進的泵控解決方案 (Pump Control Solution)


      1、應用于變速泵

            •應用于泵控的超低諧波的低壓和中壓 變頻驅動PowerFlex解決方案,符合 丨EEE519諧波規范,降低能源消耗,提高功率因數及最大程度的降低對管 道的機械沖擊和磨損。

            •提供靈活開放的通訊接口,既能無縫 的嵌入到集成架構體系中,又可以方 便的和第三方總線協議如Modbus等進行通訊。

 

      2、應用于定速泵

            •通過應用A-B的SMC系列軟起動器有 效的減小"水錘效應

           •專利的泵控功能完美貼合泵的啟動和運行曲線,消除過剩力矩。智能MCC解決方案 (Intelligent MCC Solution)

            •如今的MCC包含著各種各樣的智能電 子器件包括變頻器、軟起動器和電子熱過載繼電器。A-B的丨ntelliCENTER智能馬達控制充分利用其強大優勢、有機的將這些智能器件結合成了一個整體。

           •內置的DeviceNe剩絡大大的減少了 內部的硬接線和連接器,從而降低故障率。

            •人性化的IntelliCENTER軟件使用戶能快速的對系統進行參數配置、運行 監控及故障?;ず頭制?。

            •分祈和診斷可以在不打開柜門的情況 下在線操作,從而避免由電弧引起的危害。智能的電能管理與狀態監測解決方 案(Intelligent Monitoring Solution)

           •通過一體化的電量與能量管理解決方 案(PEMS),對水/污水廠的電能質量 和消耗進行有效的監視和管理。

             •通過應用羅克韋爾自動化先進的 Entek狀態監測設備對關鍵設備(如: 水廠出口泵)進行在線監測和運行狀態 分祈,實現其預測性維護。

           •采用Rockwell的Dynamix系列的震動監測軟件,智能監測解決方案能有效降低運行成 本,最大程度的降低由關鍵設備?;吹乃鶚?。

 

      服務器采用羅克韋爾工業數據中心IDC

 

      工業私有云

       利用當前主流的工業數據中心虛擬化技術,把生產區域中各系統服務器(包括MES服務器,SCADA管理服務器,歷史數據庫服務器,實時數據庫服務器,WEB發布服務器,視頻服務器,安防服務器等),操作員站,工程師站的系統集中在集團或者工廠私有的云端服務器上,在傳統的系統操作員工位上放置瘦客戶機。顛覆傳統結構,既最大限度地保持原本的服務器架構,又利用私有云技術強化服務器性能及可靠性,延長系統生命周期,?;ち擻沒У耐蹲?。

       水泵傳動驅動器采用PF750系列變頻器,具有多種控制模式,標準 V/Hz,帶全定制功能,無速度傳感器矢量控制,帶自整定功能,磁通矢量控制,帶或不帶編碼器反饋,感應和永磁電機控制。增加以太網???0750ENET,卡槽式安裝,實現DLR(以太網環網)功能。污水機柜采用的是霍夫曼FS66S不銹鋼機柜和PCF不銹鋼現場操作箱,防護等級IP66,生活用水采用MI9機柜的是霍夫曼MI9機柜,防護等級IP55,根據標準的GB 4208,等同于IEC 60529.

 

 

羅克韋爾自動化核心行業水處理系統架構圖