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SCADA技术在水处理系统中的应用2

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置,原设计最大投料能力为27t/h,实际最大投料能

力为24t/h,结果导致悬浮窑在系统其他问题均已经

解决的情况下仍无法达到原设计最大产量350t/d,

经对POLDOS系统检查分析,发现其输送管顶部管

道因故曾作改动,系统阻力因此增大5000Pa,同时

POLDOS进料系统因控制回转阀前料仓问题进料波

动很大,而两台罗茨风机能力均有所下降,三方面原

因导致POLDOS系统投料能力不足,经过改造,现

其最大投料能力达到了32t/h,悬浮窑最高产量也已

达到408t/d,取得了攻关改造的预期效果。

3　结论

由POLDOS的工作原理及控制要素我们可以发

现,POLDOS的控制原理实际上是很简单的,即输

送气和流化气采用罗茨风机之恒流气源,保证输送管中气固两相流的流速稳定,同时输送仓内料柱高度保

持稳定,保证输送管中气固两相流的浓度稳定,从而

达到定量给料的目的。同时,POLDOS看似简单的

结构中,包含了相当多的控制设备,基本每个设备都

与给料的稳定性有关,这些控制设备环环相扣,形成

一个统一的整体,其中任何一个环节出现故障,都会

引起POLDOS投料控制系统的失控,导致该系统能

力的降低乃至整条生产线的停产。故该系统既有结构

简单、设备紧凑及与气力提升工艺相结合的优点,又

存在干扰因素较多、控制系统复杂、容易失控的缺

点,若能提高设备管理人员的管理水平,将该系统所

有设备均纳入掌握之中,则该气力提升定量给料控制

装置是很有推广应用价值的。

[编辑:薛　敏]

　[收稿日期]2003-04-11　[作者简介]寇传乾(1974-),男,山东济南人,工程师,毕业于华东冶金学院,学士,从事自动化技术应用与开发工作。SCADA技术在水处理系统中的应用

寇传乾

(济南钢铁集团总公司自动化部,山东济南　250101)

[摘　要]文章主要介绍利用SCADA技术对水处理系统的控制,分析了系统的软硬件结构、数据的采集和监控原理,并对该系统主要功能的实现进行了详细的描述。

[关键词]SCADA;可编程控制器;MB+;Interbus;以太网;实时数据库[中图分类号]TP273 [文献标识码]B [文章编号]1002-1183(2004)01-0042-03

济钢板坯连铸机及炉外精炼工程是“十五”规划

的重点工程之一,水处理系统则是该工程的重要配套

工程,该系统所有工艺监控参数有4000多点,且水

源地、补压井、测压点、计量点等地域间距离远,这

样就造成系统I/O点分散、控制复杂,因此需要分

布式的具有SCADA(SupervisoryControlandData

Acquisition数据采集与监视)技术功能的控制系统,从而达到系统的连续控制和不受地域时间限制的数据

信息交换。

为了解决上述问题,我们采用了基于Schneider

自动化的网络控制系统,来实现数据采集、设备控

制、测量、参数调节以及生产调度管理等各项功能。

1　网络基本配置

整个水处理系统共有7个子系统构成,包括中心

泵站电气、VD浊环、高效斜板、中心泵站仪表、中厚板水处理、旋流沉淀池、事故水塔。每个子系统配

置单独的下位控制单元PLC站,每个控制站均有相

应的I/O分站。根据监控点相对的多少、集中或分

散程度,分别采用了易于配置和维护的高性能Quan2

tum可编程控制器和较经济的Momentum微型可编程

控制器。

系统基本配置如图1所示。

根据工艺布置及工程整体自动化网络结构要求,

在中心泵站设有水处理系统网络交换机一台,用于收

集所有水处理系统的相关信息至SCADA调度管理中

心,同时下达各种生产计划等指导信息至水处理各系

统的操作站。各系统通过Ethernet网接至中心泵站

的网络交换机,与环形网相连。

2　网络通讯方式

利用SCADA技术的开放性,系统根据不同功能

・24・IndustrialMeasurement2004　Vol114No11　信息化技术与控制

© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.

层次采用3种通讯方式,实现自动化系统和信息网络

系统进行网络的互联与集成。

211　MB+网

MB+网是一种高速、对等的工业局域网。在水

处理系统中主要用于各QuantumPLC控制器及其远

程I/O网之间的通讯,通讯速度为1Mbps,通讯距离

远,可扩展性强,从而优化了系统。

212　Interbus网

Interbus网是主从方式工作的高速数据通讯网

络,用于各MomentumPLC控制器及其I/O分站之

间的控制层通讯。

213　Ethernet网

Ethernet网是通讯应用很广的工业网络,它用于

系统的管理层,过程控制系统与管理信息系统通过

Ethernet网交互信息,从而实现管理与控制一体化。

该系统中它利用光缆和RJ-45线通过TCP/IP协议

在环形网上通讯,通讯速度达100Mbps,提供了现场

设备到企业管理级的数据通道。

3　数据的采集与监控

在水处理系统中,下位系统使用PLC来完成现

场监测层、数据处理层的工作,上位系统采用Moni2

torPro710(MP7)平台实现远距离现场数据采集、

监控、传输和分布式管理。上位系统MP7是基于实

时数据库核心(RTDB)的软件系统,工业现场数据

采集实时性强,具有HMI、SCADA、MES三大技术

功能。

监测控制数据示意图如图2所示。

该系统中,上位部分采用了Server/Client的体系

结构,配置了1个Server、7个Client。Server负责从

下位机采集数据、处理和存储;Client从Server上共享/访问数据库,并进行数据的组态和运行监控。通

过通信网络将PLC实时采集的数据(流量、压力、

水位、水质)进行各种处理,实现了存取数据库、实

时与历史趋势图、参数整定、网络通讯管理、流程图

与棒形图、数据表、设备状态及报表打印输出等重要

数据的动态控制与交换。

为完成以上数据的监测控制,上位机系统软件分

成8个模块进行管理,各模块之间相对独立,单独开

发,但相互之间严格按照规定的协议开发,使整个系

统软件模块结构清晰。

4　控制功能

该网络系统主要实现以下功能。

(1)在控制系统的功能设计上,所有设备均具有

计算机自动、手动、本地3种操作模式。各配水泵、

输水泵、电动阀都具有独立的控制功能,相互之间既

可以在自动控制方式下实现任意组合联锁控制,也可

以在手动方式下独立控制。主控室的4台操作站PC

具有同等的功能且互为热备,当一台出现故障时也不

会影响水处理的操作。

(2)联锁控制。通过自动化网络,系统采集所有

相关信息(水位、流量、pH值、电导率、压力、阀

位、温度),自动识别各泵组水泵和电动阀的运行状

态,联锁信息通过网络传递至电气系统,实现控制设

备的运行。

(3)实时监控。实现了各个工艺流程的动态控

制。

(4)故障诊断与报警处理。系统在网络软件、应

用软件和硬件方面具有强大的故障自诊断报警功能,

方便工程师对系统故障进行分析和维护。

当设备运行出现故障或某一参数异常,系统应发

出声、光报警信号,显示画面提示故障信息以及故障

位置;在自动模式时还可自动处理。

(5)权限管理。网络系统设置了各层的管理权

限,通过不同的安全级别在应用层面对用户的操作权

限进行控制。操作人员或系统管理员进入网络时必须

・34・工业计量　2004年第14卷第1期信息化技术与控制

© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.登录,从而保证系统和正常操作,防止越权操作。

(6)参数调节。系统可根据生产条件对主要参数

自动整定和调节,以满足控制要求。

(7)远程监控功能。采用基于Server/Client的

结构,生产记录的数据存放在Server中的数据库

中,操作人员可在主控室对生产过程进行控制;管

理人员、工程师可在SCADA调度管理中心对水厂

的运行情况进行遥控,数据可以随时通过网络查询

或打印。5　结束语

该系统自投运以来,该系统利用SCADA技术,

通过对水质、流量等参数进行的实时调度管理与监

控,实现了水处理生产管理的自动化、信息化、网络

化,对提高供水质量、节能降耗、优化管理等方面起

到了至关重要的作用。尤其是系统运行稳定,维护保

养量少,简单灵活的操作、美观友好的用户界面及管

理的便捷,充分满足了对水处理的要求。

[编辑:曹微言]

工业计量杂志

展示于南京国际工业装备

贸易博览会上

2003年

11月25日

～28日在江

苏省展览馆

顺利召开了

南京国际工

业装备贸易

博览会。此博览会是由2003南京国际工业控

制及自动化技术与仪器仪表展览会、2003南

京国际金属加工模具及制造技术和设备展览会

以及2003南京国际表面处理及涂装电镀展览

会3个展览会组成。工业计量杂志社在博览会

自己的展台上,展出了大量的最新期刊并免费

赠送给有关的参观者和参展商。在博览会上由

于我们展台有突出的宣传品和大量的期刊,最

吸引参观者,他们都争先恐后地来领取期刊,

有时由于人多而导致排队等候的现象。因此,

我们在博览会上又结识江苏一带的很多新朋

友。这些新朋友一定会在工业计量杂志发展的

道路上为工业计量杂志加油、助威、出力!

在博览会上也有许多参展商是我们的老朋

友,在博览会上我们新老朋友在一起交流了对

展会的看法和建议,互相支持、互相帮助。博

览会在友好热烈的气氛中胜利闭幕,达到了我

们工业计量杂志社的宣传目的

。液化石油气知识知多少?

随着石油化学工业的迅速发展,液化石油气的生产和利用有了广阔的前景,特别是家庭中使用是非常普遍的。但是,你对液化石油气知识知多少?液化石油气在常温常压下以气体状态存在。一般民用和工业用的液化石油气有4种规格,即:以丙烷为主组分的———主要是由丙烷和丙烯组成;以丁烷为主组分的———主要是正丁烷、异丁烷和丁烯组成;混合液化石油气———由不同比例的C3和C4烃类组成;高纯度

丙烷———约含95%的丙烷。由此知道,液化石油气是一种混合物。液化石油气为空气重量的115～2倍,所以从气瓶中漏出的液化石油气不象天然气那样会向上升,而是沉积于地面,在经营与使用液化石油气时,必须对此给予足够的注意。因为液化石油气燃点低,无论气温多么低,一遇火种就燃烧,就容易引起火灾。如果发生火灾,应首先切断气源,否则气体会聚集到爆炸浓度。灭火剂应采用二氧化碳、干粉、雾状水。液化石油气无论是气态或液态,均为无色,有天然气气味。吸入气体的受害者,应迅速脱离现场,移至新鲜空气处。如果呼吸停止,应进行人工呼吸,并请医生诊治。当发现有液化石油气渗漏时,应立即关闭火源,打开门窗自然通风,以保持气体浓度低于爆炸值;对渗漏出来的气体不要采用排气扇等强制通风,以防止电火花引起爆炸,同时向消防部门报警。然后采取妥善措施,消除渗漏。

烟台市质量技术监督局牟平区分局　孙　俊

・44・IndustrialMeasurement2004　Vol114No11　信息化技术与控制

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SCADA描述

SCADA描述

SCADA描述

---适用范围---

该系统适用于供水企业远程监测供水管网，工作人员可以在水司调度中心远程监测全市供水管网的压力及流量情况。科学指挥各水厂启停供水设备，保障供水压力平衡、流量稳定；及时发现和预测爆管事故的发生。

---系统组成---

自来水管网监控供水管网调度系统是水司供水调度管理系统的一个子系统，主要由水司调度中心、通信平台、监测终端、压力变送器和流量仪表组成。

---通信平台---

水司调度中心、各职能部门之间数据通信在局域网内完成；管网测点与水司调度中心之间采用GPRS无线通信。

---管网远程测控终端的功能特点---

◆采集管网压力、流量、流向、电池电压等数据。

◆将采集数据主动上报到调度中心；支持定时上报和监测数据超限上报。

◆支持多种供电方式：电池供电、太阳能供电、市电供电。

◆大容量可充电电池供电、太阳能供电、市电供电条件下支持调度中心随时问询。

◆采用GPRS、短消息无线通信方式。

◆现场可存储、显示、查询压力、流量等数据及工作参数。存储数据≥1万条。

◆数据存储间隔、数据上报间隔可以设置。

◆防水防潮等级高，测井内安装时：IP68.

◆4节高能电池可数据发送上万条，100Ah可充电电池充电1次可使用3-4个月。

◆为现场压力变送器提供直流电源：5V、12V、24V.

◆支持远程升级设备程序、设定参数。

---水司调度中心功能---

◆监测整个城市供水管网测点的压力、流量、流向、水质信息。

◆监测各水厂出厂流量、出厂压力、清水池水位、加压泵工作状态。

◆监测加压泵站的水池水位、进口压力、水泵工作状态、出口压力；远程控制加压泵的启停。

◆监测直供水泵工作状态、出口流量、出口压力；远程控制水泵的启停。

◆监测城市备用调节水池的水位。

◆生成每个测点的压力、流量数据曲线；生成每条管线压力分布曲线。

◆生成各种工作报表。

◆辅助预测、发现爆管事故；提供辅助决策建议。

污水厂自动化控制在水处理方面的应用

污水厂自动化控制在水处理方面的应用

浅谈污水厂自动化控制在水处理方面的应用

摘要：本文以污水厂自动化控制应用现状为着入点，从plc自动化控制系统等三个方面浅析了在污水厂自动化控制系统，以完善和提高污水厂在水处理方面的自动化控制能力，不断提高出水水质。

关键词：污水厂；自动化控制；应用现状；应用分析

随着信息化技术以及网络技术的飞速发展，这为污水处理提供了一个新途径。污水厂污水处理设备比较多，连续性强，处理工艺复杂，而且管理也很困难。为了确保污水处理工艺与设备能安全地、长期地、可靠地运行，并科学地管理及控制污水处理的生产过程，处理污水时自动化控制的意义不断地凸显出来。建立科学的、自动化的污水处理厂，可以加强污水处理系统的准确性、可靠性，也可以降低劳动强度及减少处理成本，实现能源的能源。同时，科学的生产管理要求具有先进的自动化控制系统及控制技术，以满足社会发展与进步的需要。

一、污水厂自动化控制应用现状

到目前为止，我国污水处理能力还跟不上用水规模迅速扩张的步伐，管网及污泥处理等相关配套设施的建设严重滞后。一些污水处理厂不具备有效的污水排出通道，设计能力也就鞭长莫及了，投资效益因此而不能充分地发挥出应有的效用。另外，同一些发达国家相比较，我国的污水处理设施负荷率偏低，与国外的先进设备与技术存在着明显的差距。一方面我国污水处理自动化控制领域起步

比较晚，技术水平自然也就落后于发达国家；但是从另一方面来讲，我国的污水处理自动化控制发展也是比较迅速的。为了能够有效改善环境，使污水处理行业得到快速发展，我们必须还要加强对污水处理自动化控制技术的基础以及应用程度进行分析和研究。另外，我国的污水处理发展水平也不均衡。我国的污水处理厂自动化控制系统的现状是自动与手动皆备，引进与自制并举。对于一些小型的污水处理厂来说，例如味精厂、饮料厂、啤酒厂等，由于生产的季节性、技术力量薄弱、资金不足等原因，所使用的检测仪表大多数都是国产离线仪表，而且监测方式也是先取样后测量，再根据测量的结果来调整设备的运行状态。由于仪表准确性比较差，而且属于非连续性的监测，导致设备运行的调整有个时间差，出水的水质不稳定。而一些大型的现代化的污水处理厂为了能够实现自动化控制，保证出水的水质达标，或者借鉴国内外地先进技术与经验进行自行开发，或者利用政府投资及国外优惠低息贷款，来成套的引进澳大利亚、丹麦、德国等国家的污水处理设备、工艺及自动化控制系统、监测仪器仪表和相应的软件。由于自动化程度高、技术先进、设备配套性好，系统能够连续稳定地运行，因此能够保证出水的水质达标。

scada教学大纲

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scada教学大纲

SCADA教学大纲

随着科技的不断进步和应用的广泛推广，SCADA（Supervisory Control and

Data Acquisition，监控与数据采集系统）在工业自动化领域中扮演着越来越重要的角色。为了培养专业人才，提高工业自动化的水平，SCADA教学大纲的制定变得尤为重要。本文将探讨SCADA教学大纲的内容和结构，以及其在培养学生技能和知识方面的作用。

一、SCADA教学大纲的内容

1. SCADA系统概述

- SCADA系统的定义和基本原理

- SCADA系统的组成和功能

- SCADA系统在工业自动化中的应用

2. SCADA系统硬件

- 远程终端单元（RTU）的原理和功能

- 测量与控制设备的选择与应用

- 传感器和执行器的原理和应用

3. SCADA系统软件

- SCADA系统软件的分类和特点

- SCADA系统软件的安装和配置

- SCADA系统软件的编程和调试

4. SCADA系统通信

- 数据通信的基本原理和技术 - SCADA系统通信协议的选择与应用

- 网络安全与数据保护

5. SCADA系统应用案例

- SCADA系统在电力行业的应用

- SCADA系统在水处理行业的应用

- SCADA系统在制造业的应用

二、SCADA教学大纲的结构

SCADA教学大纲应该根据学生的学习能力和实际需求，合理划分教学内容和学习进度。一般来说，可以将教学大纲分为基础知识、实践操作和综合应用三个部分。

1. 基础知识

- SCADA系统的基本概念和原理

- SCADA系统硬件和软件的基本组成和功能

- SCADA系统通信和网络安全的基本知识

2. 实践操作

- SCADA系统软件的安装和配置

- SCADA系统的编程和调试

- SCADA系统的实际应用案例分析和模拟实验

SCADA系统无线通信论文

SCADA系统无线通信论文

SCADA系统无线通信论文

提纲：

1. SCADA系统无线通信技术的发展现状分析与应用前景展望；

2. SCADA系统无线通信存在的瓶颈与挑战；

3. SCADA系统无线通信技术的性能指标及优化方法；

4. SCADA系统无线通信与信息安全的关系；

5. SCADA系统无线通信技术在建筑工程领域的应用案例.

一、SCADA系统无线通信技术的发展现状与应用前景展望

随着现代化建筑工程的不断发展，通信、计算和控制技术正在迅速更新。现代化SCADA（Supervisory Control And Data

Acquisition）系统已经成为了很多大型建筑工程中的重要组成部分，如城市燃气管道、给排水系统等。SCADA系统作为实时数据采集、通信、控制的重要手段，无线通信技术的发展对其发挥作用起着至关重要的作用。此外，SCADA系统无线通信技术也是当前工业4.0时代实现智能化、自动化、网络化的重要手段。因此，深入研究SCADA系统无线通信技术的发展现状、存在的问题及其应用前景至关重要。

二、SCADA系统无线通信存在的瓶颈与挑战

SCADA系统无线通信技术的快速发展也带来了很多问题和挑战，如无线信号传递距离受限、通信速度受到限制和网络安全问题等。此外，SCADA系统的控制要求具有稳定可靠性，而无线通信技术本身也存在网络不稳定、无法实时响应控制指令等许多问题，这使得SCADA系统无线通信技术的应用在某些情况下受到限制。因此，探讨SCADA系统无线通信存在的瓶颈及解决策略对于改善其可靠性和应用范围是至关重要的。

三、SCADA系统无线通信技术的性能指标及优化方法

SCADA系统无线通信的性能直接影响到其数据采集、通信和控制的效果。因此，建立合理的性能指标、分析相关性能数据以及寻找适当的优化方法十分关键。其基本性能指标可包括通信传输速率、响应时间、旋转速度、信号传输距离等。而针对不同的应用场景和需求，可以采取不同的优化方法，如调整网络拓扑、改善频段使用策略、增强网络传输安全等，来提高SCADA系统无线通信技术的性能和可靠性。