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三门核电预处理水厂仪控系统介绍

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  • 发布日期:2009-12-08 14:00
  • 有效期至:长期有效
  • 方案区域:广东湛江市
  • 浏览次数4168
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详细阐明
魏来 鲁静婷 三门核电有限公司 工控网

1. 预处理水厂工艺简介
1.1 预处理水厂重要工艺以及重要参数。
• 水源-- 由两根DN600的输水管线从罗岙水库输送至水厂
• 设计出力--2.5万m3/d
• 水质--出水浊度≤1NTU;出水余氯:生活用水和厂用水余氯<1.5mg/l;除盐水原水< 0.5mg/l
• 预处理工艺--机械搅拌澄清池+气水反冲洗均粒滤料滤池,并考虑污泥处理。
• 加药--聚合氯化铝+次氯酸钠消毒
净水工艺流程采用澄清、过滤二级处理。

1.2预处理水厂重要构筑物
重要构筑物有:配水井、机械搅拌澄清池、均质滤料滤池、生活水清水池、化学原水清水池、二级泵房及高变配间、加药间、废水池、污泥池、污泥平衡池、污泥处理间以及其它附属配套设施。

1.3预处理水厂工程方案
本工程的方案为:
1).药剂混杂采用管道混杂器的方法;
2).絮凝沉淀采用机械搅拌澄清池的方法;
3).过滤采用气水反冲均粒滤料滤池的方法;
4).消毒采用次氯酸钠消毒的方法;
5).污泥脱水采用离心脱水机的方法。

2.预处理水厂把持系统介绍
2.1预处理水厂把持系统的用处和功效
预处理水厂把持系统对水厂所有的仪表参数、电气设备状态等在水厂中央把持室LCD上集中进行监督,并对系统中的阀门、泵等设备进行主动或手动把持,以满足工艺的测量及把持请求。
水厂工艺系统中加矾系统、加氯系统、污泥处理系统及滤池系统四个子系统都自带PLC把持器把持。在全厂仪控系统中这四个PLC把持器作为把持子站。操作员在水厂中央把持室中能监督或把持这四个子系统外所有的工艺设备,并能通过这四个PLC把持子站对这四个系统的工艺设备进行监督和把持。同时中央把持室能调用这四个PLC子站中的程序,完成参数的重新设置等功效。这就请求本DCS把持系统要与这四个PLC子站遵守雷同的通信协议,由于本项目所有工艺子系统PLC均采用西门子PLC S7300,所以与和利时MACSV DCS采用PROFIBUS 通信协议,从而保证本系统能与工艺设备自带的PLC进行通信。
 




图1 把持系统设备配置示意图

2.2预处理水厂把持系统结构以及层次划分
2.2.1预处理水厂把持系统结构
a) 水厂仪表把持系统完成数据采集、参数监测功效、调节阀把持功效、设备主动、手动把持功效(包含PID把持、联锁逻辑等等),以满足各种运行工况的请求,确保工艺设备安全、高效运行。
b) 系统由远程I/O机柜、把持机柜、工艺设备自带的PLC子站和人机接口组成。远程I/O机柜、把持机柜和工艺设备自带的PLC子站完成现场数据采集、把持和管理,同时这些设备通过通信网络连接并与把持室上位机进行通信。把持室上位机利用人机界面图形把持软件进行人机交互,实现全部DCS把持系统的把持、和谐和管理。系统易于组态(图形化、模块化),易于应用,易于扩大。系统配置冗余的网络结构,任一路网络故障,不会影响系统的正常运行。
c) 系统采用合适的冗余配置和诊断至模件级的自诊断功效,使其具有高度的可靠性。系统内任一组件产生故障均不影响全部系统的工作。
d) 系统的参数、报警和自诊断功效高度集中在显示器上显示和在打印机上打印,按功效疏散和物理疏散的原则进行。
e) 盘算机系统的操作界面和组态界面均采用中文。
2.2.2把持系统分层:
把持系统分为3层:
0层:现场一次仪表(温度,压力,流量,液位),分析机柜(余氯,PH,浊度),电动履行机构(泵,阀门,鼓风机,机械搅拌器,刮泥机,污泥脱水离心机,液位开关)
1层:PLC (加氯,加矾,污泥,滤池),DCS机柜(801-1CP,801-2CP,802CP)生产水泵变频柜(2个,每两台生产水泵一台变频柜)
2层:操作员站1个,工程师站一个

2.3 由PLC实现的工艺子系统简介
PLC采用西门子S7300系统,主工艺相干的把持全部由西门子S7300系列PLC完成,能够根据水处理工艺运行请求,主动把持单元设备的运行,同时通过现场仪表采集水位、压力、余氯、浊度、pH值、流量等生产实时数据,PLC把持器对采集的数据进行分析,通过PLC把持器的主动把持,实现主动加矾加氯,实现气水反冲滤池的主动冲洗。当超过设定报警值时,发出报警信号,提示操作人员注意。4个PLC采用PROFIBUS-DP方法与DCS进行通信,在DCS侧操作员站作为上位机对PLC各子系统(加氯,加矾,滤池,机械搅拌,污泥脱水共5个)进行监控,在通信中断的状态下,由PLC独立完成对主工艺的主动把持。

 



2.4 DCS把持系统介绍
2.4.1 MACS系列DCS简介
HOLLiAS—MACS系统是和利时公司在成功地开发并利用了HS-DCS-1000系统和HS2000系统之后,在系统地总结了各行业用户的意见和建议,充分调查了盘算机技巧、网络技巧、利用软件技巧、信号处理技巧等最新发展动态的情况下,基于当今最先进的技巧 ,采用成熟的先进把持算法,推出了的第四代DCS系统。在国内处于领先地位,已经成功利用于电力,石化等大型把持系统。
MACS系统是由以太网和应用现场总线技巧的把持网络连接的各工程师站、操作员站、现场把持站、通信把持站、数据服务器组成的综合主动化系统,完成大型、中型散布式把持系统(DCS)、大型数据采集监控系统(SCADA)功效。
MACS系统硬件由工程师站、操作站、现场把持站(包含主控单元设备和I/O单元设备)、通信把持站、系统服务器、系统网络、监控网络、把持网络等组成。
MACS系统软件包含:工程师站组态软件;操作员站在线软件;现场把持器运行软件;服务器软件等。

 






图2 MACS 系统结构
2.4.2 DCS重要设备以及功效
工程师站
工程师站运行相应的组态管理程序,对全部系统进行集中把持和管理。工程师站重要有以下功效:
组态(包含系统硬件设备、数据库、把持算法、图形、报表)和相干系统参数的设置。现场把持站的下装和在线调试,服务器、操作员站的下装。在工程师站上运行操作员站实时监控程序后,可以把工程师站作为操作员站应用。
操作员站
操作员站运行相应的实时监控程序,对全部系统进行监督和把持。操作员站重要完成以下功效:
各种监督信息的显示、查询和打印,重要有工艺流程图显示、趋势显示、参数列表显示、报警监督、日志查询、系统设备监督等。通过键盘、鼠标或触摸屏等人机设备,通过命令和参数的修正,实现对系统的人工干涉,如在线参数修正、把持调节等。
服务站
服务站运行相应的管理程序,对全部系统的实时数据和历史数据进行管理。
现场把持站
现场把持站运行相应的实时把持程序,对现场进行把持和管理。现场把持站重要运行工程师站所下装的把持程序,进行工程单位变换、数据采集和把持输出、把持运算等。
监控网络MNET
冗余高速以太网链路
应用五类屏蔽双绞线或光纤将各个通信节点连接到中心交换机上
节点有工程师站、操作员站、服务站
采用TCP/IP通信协议
系统网络SNET
冗余高速工业以太网
采用HSIE 通信协议
应用五类屏蔽双绞线或光纤将各个通信节点连接到中心交换机上
节点有服务站、现场把持站
把持网络CNET
位于现场把持站内部
Profibus-DP现场总线
采用带屏蔽的双绞铜线连接
节点重要有DP主站(主控单元中的FB121模件)和DP从站(智能I/O单元)
完成实时输入/输出数据和从站设备诊断信息的传送
站地址为0-125

3.结束语
三门核电预处理水厂项目是三门核电第一个工程配套项目,在百万千瓦级核电配套工程中勇敢采用具有自主知识产权的国产DCS系统做为把持系统是具有重要意义的。

参考文献:
[1] 和利时 MACS 系统简介,2005
[2] 三门核电预处理水厂仪控阐明书,2007
 

 
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