羅克韋爾集成架構(gòu)解決方案在水和污水處理行業(yè)的應(yīng)用

羅克韋爾自動(dòng)化致力于市政行業(yè) ?羅克韋爾自動(dòng)化比以往更專注于水/污水處理行業(yè) ?羅克韋爾自動(dòng)化的集成架構(gòu)（IA）將在貫穿于包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)，安裝，運(yùn)營(yíng)，維護(hù)，升級(jí)的整個(gè)項(xiàng)目周期中為市政行業(yè)提供最優(yōu)的過(guò)程控制系統(tǒng) ?通過(guò)本地的系統(tǒng)集成商以及我們的代理商來(lái)提供完整的解決方案 ?解決方案涵蓋市政應(yīng)用的多個(gè)方面的要求(SCADA, 過(guò)程控制, HMI 操作終端, 變頻器以智能馬達(dá)控制中心及狀態(tài)監(jiān)測(cè)) 更嚴(yán)格的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和政府法規(guī)，更嚴(yán)格的水質(zhì)安全問(wèn)題-系統(tǒng)更可靠穩(wěn)定、功能更強(qiáng)大，自動(dòng)化、信息化程度更高，管理技術(shù)更先進(jìn)。 擴(kuò)建和改建工程增多，系統(tǒng)升級(jí)換代-建立在同一開發(fā)工具上的伸縮性，同時(shí)可兼容舊系統(tǒng)，系統(tǒng)有很強(qiáng)的擴(kuò)展性，充分保護(hù)用戶的初期投資。 工藝過(guò)程優(yōu)化以及對(duì)節(jié)能問(wèn)題的日益關(guān)注（如何降低能耗、藥耗、漏耗對(duì)電控系統(tǒng)提出更高的要求） 1、控制系統(tǒng)中集成電能管理以及過(guò)程控制算法，模糊控制等高級(jí)過(guò)程控制算法應(yīng)用于藥劑的給定控制。 2、變頻技術(shù)的廣泛應(yīng)用為節(jié)能作出了突出的貢獻(xiàn)，取代擋板調(diào)節(jié)或大小泵切換的傳統(tǒng)方式 投資運(yùn)營(yíng)的私有化，要求對(duì)長(zhǎng)期投資的收益/總體成本進(jìn)行全面考慮-水和污水處理設(shè)施投資的長(zhǎng)期性和收益特點(diǎn)要求對(duì)供應(yīng)商全生命周期成本進(jìn)行考核。（總體成本：初期硬件投資＋系統(tǒng)開發(fā)（集成）＋運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本（長(zhǎng)期性）＋系統(tǒng)改建、擴(kuò)建或升級(jí)對(duì)原有投 資的保護(hù)） 水資源短缺，水環(huán)境污染形勢(shì)的加劇-遠(yuǎn)距離調(diào)水項(xiàng)目的增多以及凈水工藝的改造所帶來(lái)的配套自控系統(tǒng)完善的機(jī)會(huì)。 硬件設(shè)備安裝多、軟件應(yīng)用少,信息化管理水平亟待提高-自動(dòng)化監(jiān)控軟件及其分析和維護(hù)軟件發(fā)展空間巨大。 強(qiáng)化常規(guī)處理工藝、預(yù)處理和深度處理技術(shù)-水廠的深度處理和污水廠的中水回用項(xiàng)目機(jī)會(huì)的增多 行業(yè)專業(yè)技術(shù)人員配置特點(diǎn)和工作范圍-系統(tǒng)有較高的可靠性、較好的易用性和易維護(hù)性。 水行業(yè)應(yīng)用范圍 1.供水系統(tǒng)–調(diào)水、取水及其原水系統(tǒng)（取水泵站/多級(jí)提升/閘門控制/）–凈水廠（混合、絮凝、沉淀（澄清）、過(guò)濾、消毒及深度水處理）–配水（調(diào)節(jié)泵站/配水管網(wǎng)SCADA/管網(wǎng)優(yōu)化） 2.排水系統(tǒng)–收集系統(tǒng)（污水泵站、管網(wǎng)）–污水處理廠（污水處理及污泥處理）–中水回用（污水的再生利用） 水和污水行業(yè)DST/MV應(yīng)用機(jī)會(huì)

羅克韋爾自動(dòng)化在水處理行業(yè)的方案特點(diǎn) ?一體化混合型（過(guò)程/順控/程控）控制系統(tǒng)平臺(tái)  1,Logix (Controllogix, Compactlogix,Flexlogix)     基于標(biāo)簽的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)     背板通訊     高速邏輯（<0.06ms/K指令；<80ns/浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算指令） 豐富的過(guò)程控制算法     構(gòu)架冗余控制系統(tǒng)（可選） ?2,“NetLinx”網(wǎng)絡(luò)通信架構(gòu)     三層網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫連接信息層工業(yè)以太，控制層CNet, 設(shè)備層DN/FF H1     高速、安全、可靠、確定性的控制層網(wǎng)絡(luò)CNet：5Mb/s     開放的實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)Ethernet/IP 100Mb/s     組成冗余網(wǎng)絡(luò)（可選）     靈活同第三方設(shè)備接口 ?3,內(nèi)置FactoryTalkDirectory“搜索引擎” ?4,從低壓到高壓的全系列變頻器PowerFlex系列 ?5,智能化的電機(jī)保護(hù)器E3系列和SMC系列 ?6,智能馬達(dá)控制中心CENTERLINE ?7,設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)和保護(hù)系統(tǒng)Entek ?8,一流的軟件系統(tǒng)RSView和RSBizWare 羅克韋爾自動(dòng)化解決方案的優(yōu)點(diǎn) 無(wú)縫集成 ?通過(guò)單一過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)，減少設(shè)計(jì)編程時(shí)間(FactoryTalk) ?開放的架構(gòu)保證產(chǎn)品的可訪問(wèn)性以及互換性 ?信息可在集成架構(gòu)中無(wú)縫路由(NetLinx)無(wú)縫集成可伸縮性 可伸縮性 ?多種平臺(tái)提供最佳的性能價(jià)格比(Logix) ?同一軟件包跨越多種平臺(tái)(ViewAnyWare) ?產(chǎn)品的向下兼容性保護(hù)用戶當(dāng)前的投資(SLC500/PLC5) 最大化正常運(yùn)行時(shí)間 ?超長(zhǎng)的MTBF時(shí)間 ?防止將要發(fā)生的設(shè)備故障（E3） ?通過(guò)數(shù)據(jù)趨勢(shì)和分析建立預(yù)測(cè)和防止式的維護(hù)（Entek) 以下是歷經(jīng)考驗(yàn)的領(lǐng)先而成熟的水和污水解決方案 一、凈水廠深度處理應(yīng)用實(shí)例－－杭州南星橋深度水廠 ?工程概況： 杭州南星橋水廠始建于上世紀(jì)九十年代初，該水廠的歸屬單位－－杭州市自來(lái)水總公司為了在2010年實(shí)現(xiàn)主城區(qū)用戶龍頭水可生飲的目標(biāo)，實(shí)施了由10萬(wàn)T/D的常規(guī)處理改造為同等規(guī)模的飲用水深度處理，建成運(yùn)行3年多來(lái)，系統(tǒng)高效、穩(wěn)定、可靠，出水水質(zhì)滿足了衛(wèi)生部新頒布的生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范和建設(shè)部飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，并達(dá)到了代表水質(zhì)優(yōu)異的重要指標(biāo)的要求，其中包括： 濁度<=0.5NTU；氨氮<=0.5mg/L；色度<=3度；高錳酸鉀耗氧量<=2mg/L；嗅閾值<=3。 該水廠全廠自動(dòng)化監(jiān)控以及包括工藝設(shè)備（如：臭氧發(fā)生器、活性炭濾池）的自動(dòng)化運(yùn)行全套采用了AB的控制設(shè)備，為全廠高效的運(yùn)行和管理提供了強(qiáng)有力的保障，同時(shí)又體現(xiàn)了原廠常規(guī)處理自控系統(tǒng)無(wú)縫的兼容，保護(hù)了用戶原有的投資。 ?應(yīng)用產(chǎn)品： 原常規(guī)處理：PLC-5、SLC-500、DH-485、RIO； 深度處理部分：ControlLogix、Ethernet/IP、PanelView＋SLC500（臭氧發(fā)生）MicroLogix＋ControlNet（活性碳濾池） 二、北京最大的污水處理廠之一－－小紅門污水處理廠（60萬(wàn)T/D) 工程背景 北京小紅門污水處理廠是繼高碑店污水處理廠以后的北京市第二大污水處理廠，位于涼水河下游最下端，它的通水意味著北京市最后一條排污河將永遠(yuǎn)退出歷史舞臺(tái)。該工程總投資大約10億元人民幣，建成后將為崇文、朝陽(yáng)、海淀、豐臺(tái)、石景山、大興6區(qū)約200萬(wàn)市民服務(wù)。小紅門污水處理廠服務(wù)范圍北起長(zhǎng)河，南至南五環(huán)，西起八大處，東到京津塘高速路，服務(wù)地區(qū)的流域面積將達(dá)到223.5平方公里。該廠的建設(shè)規(guī)模為日處理污水60萬(wàn)立方米，這約等于北京市每天污水產(chǎn)出量的25％。小紅門污水處理廠的建成將大大改善北京城西和城南地區(qū)的污水處理現(xiàn)狀，促進(jìn)南城地區(qū)的發(fā)展。2005年底，涼水河流域三座污水處理廠全部建成并投入運(yùn)行后，每天污水處理能力將達(dá)到78萬(wàn)立方米，涼水河流域所有污水都將得到處理。該工程于2005年底建成通水。 應(yīng)用產(chǎn)品 ?ControlLogix ?EtherNet/IP ?ControlNet ?Flex I/O ?RSView32 ?PanelView ?Modbus/RTU(A-B專用的MVI模塊)

三、中壓變頻在水廠出口泵房的應(yīng)用－－江蘇太倉(cāng)水廠 項(xiàng)目單位：太倉(cāng)市自來(lái)水公司 供水泵站能力：20萬(wàn)T/D 服務(wù)對(duì)象：當(dāng)?shù)鼐用窈蜕虡I(yè)用戶 改造目的（用戶需求）： 1、最大程度的確保水泵能夠連續(xù)運(yùn)行，盡可能滿足用戶的需要。 2、同時(shí)實(shí)現(xiàn)恒壓供水，節(jié)省電能。 應(yīng)用前的用戶狀況分析： 采用固定轉(zhuǎn)速的水泵電機(jī)。 流量調(diào)節(jié)通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門擋板來(lái)改變水流量。同時(shí)，它還需要額外的操作工去查看蓄水池液位的變化情況。 存在的問(wèn)題： 1、手動(dòng)調(diào)節(jié)方法不僅增加了人力成本，而且浪費(fèi)了大量的電能。 2、固定轉(zhuǎn)速的大型水泵電機(jī)在起動(dòng)時(shí)會(huì)造成電網(wǎng)電壓的突降，將對(duì)電網(wǎng)中其它用電設(shè)備產(chǎn)生不利影響。 3、在水泵電機(jī)起動(dòng)和停止時(shí)，水流會(huì)沖擊管道，在管道的不同位置產(chǎn)生不同的壓力，形成所謂的“水錘效應(yīng)”。在這種情況下，水錘效應(yīng)會(huì)對(duì)管道造成嚴(yán)重的危害 系統(tǒng)設(shè)計(jì)：

轉(zhuǎn)速給定：根據(jù)供水裝置清水池液位的高、低變化，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊至取水泵房上位機(jī)上，通過(guò)PID調(diào)節(jié)，經(jīng)過(guò)PLC的AO模塊輸出4—20mA的控制信號(hào)控制變頻器輸出頻率變化,達(dá)到調(diào)節(jié)泵轉(zhuǎn)速的目的。 功能邏輯：開泵操作：發(fā)合閘命令，斷路器合閘，變頻器自檢，當(dāng)PLC收到變頻器自檢無(wú)誤后返回的Ready開關(guān)信號(hào)后啟動(dòng)變頻器，水泵運(yùn)轉(zhuǎn)。停泵操作：發(fā)分閘指令，變頻器停止工作，水泵停止運(yùn)行，收到變頻器停止工作信號(hào)后，發(fā)斷路器分閘指令分?jǐn)嗦菲鳌９收锨闆r：變頻器發(fā)生故障時(shí)，先停變頻器，后跳斷路器。供電發(fā)生故障，保護(hù)回路在發(fā)斷路器跳閘指令前40ms，先發(fā)停變頻器指令。PID調(diào)節(jié)：將清水池液位信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊到PLC與工藝設(shè)定的恒液位進(jìn)行比較，通過(guò)PID調(diào)節(jié)運(yùn)算調(diào)節(jié)變頻器，調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速。 PowerFlex7000雙PWM變頻器 無(wú)輸入輸出變壓器 電網(wǎng)電壓等級(jí)：2.4kV-6.9kV變頻器/電動(dòng)機(jī)電壓等級(jí)：2.3kV-6.6kV變頻器的整流器和逆變器同時(shí)采用先進(jìn)的PWM控制方式。在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)，變頻器的輸入功率因數(shù)接近于1，變頻器輸入/輸出的電壓/電流波形均接近正弦波,適應(yīng)新/舊普通中壓電動(dòng)機(jī)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)，占地更少，重量更輕，效率更高，可靠性更好。 應(yīng)用效果 系統(tǒng)特色 羅克韋爾自動(dòng)化PowerFlex7000中壓變頻器具有極高的可靠性，不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、元器件數(shù)目少，而且進(jìn)一步縮小了體積、提高了工作效率，具備優(yōu)異的輸出特性，因而贏得了廣大用戶的青睞。 PowerFlex7000系列B型結(jié)構(gòu)的中壓變頻器讓水泵電機(jī)的運(yùn)行更加穩(wěn)定、可靠，而且它還滿足嚴(yán)格的IEEE 519-1992諧波抑止標(biāo)準(zhǔn)，將諧波對(duì)電機(jī)和電網(wǎng)的影響降低到最小程度。 顯著的經(jīng)濟(jì)效益 PowerFlex7000中壓變頻器的應(yīng)用為太倉(cāng)水廠帶來(lái)了顯著的效益，不僅節(jié)省了電能，而且還有效保護(hù)了機(jī)械裝置和管網(wǎng)。 “從2003年5月啟用以來(lái)，PowerFlex7000中壓變頻器的節(jié)能效果表現(xiàn)突出。僅在5月至8月期間，就為太倉(cāng)水廠節(jié)省了432,000千瓦時(shí)的電能。與去年同期用電量相比，節(jié)能效果為35%，全年將節(jié)省7.47萬(wàn)美元