污水厂改造及扩建自控系统项目案例

项目概述

污水厂改造及扩建自控系统项目案例

本次工程包括对原污水处理厂一期改造及二期扩建，将总处理能力从1.0万m³/d提升至1.5万m³/d。该项目自控专业工程由永浩自控实施完成，最终实现污水处理全流程精准控制与高效管理。

污水厂改造及扩建自控系统项目案例

一期改造部分保持现有中控系统及现场控制站硬件设备不变，新增一套远程 IO 控制单元，用于采集一期改造部分设备的信号参数，并接入一期中控系统。新建二期涵盖办公管理系统、生产管理、自动控制系统、安防视频监控系统及仪表等五大部分。

设计依据和规范标准

污水厂改造及扩建自控系统项目案例

《城镇排水系统电气与自动化工程技术标准》CJJT120-2018

《给水排水仪表污水厂工程施工及验收规程》CECS162-2004

《分散控制系统工程设计规范》HG/T 20573-2012

《可编程控制器系统设计规范》HG/T20700-2014

《自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093-2013

《自动化仪表选型设计规范》HG/T 20507-2014

污水处理厂自控工艺

污水处理厂采用 “改良 A²/O 生化池 + 二沉池 + 高效沉淀池 + 反硝化深床滤池” 的主体工艺，预处理依托一期粗格栅及提升泵房、细格栅及沉砂池，出水依托一期紫外消毒及计量明渠出水。消毒采用紫外消毒工艺，臭气采用生物除臭滤池工艺，污泥处理采用高压板框压滤脱水工艺并外运。

污水处理厂自控工艺

自控系统架构

该自控系统架构采用 “三层分布式 ” 设计模型 ，实现从设备控制到数据管理的全流程闭环：

污水厂改造及扩建自控系统项目案例

一、底层控制数据库的历史追溯与大数据分析。

底层以西门子 S7-1500 PLC 为核心，通过 PROFINET 协议连接现场设备，具备高速数据处理与热插拔能力，负责执行实时控制指令，适配污水厂的实时性需求。二、中层监控层现场交互：MCGSpro 触摸屏提供本地图形化操作界面，支持参数设置与设备状态监控；中控集群：2 台 SCADA 冗余服务器通过双机热备保障系统连续运行，实时采集生产数据；1 台独立数据服务器存储工艺参数、报警记录等，支持 MySQL/PostgreSQL 。

污水厂改造及扩建自控系统项目案例

三、上层管理层工程师站：YH污水厂自控系统基于 TIA 与 KingView 深度集成开发，支持 PLC 编程、系统组态及固件升级，通过权限分级管理保障系统安全；操作员站：定制化监控界面聚焦实时流程显示、设备控制、报警处理及报表查询，实现分层级操作管理。

污水厂改造及扩建自控系统项目案例

四、系统协同逻辑：通过YH污水厂自控系统无缝对接，打通 “控制指令下发 - 数据采集 - 监控分析” 全链路，双机热备与权限管理机制确保系统稳定性，适用于高可靠性污水厂自动化场景。

信息层——中央控制室

中央监控系统设置于综合楼中央控制室，通过 10000M 以太光纤环网与现场控制站实现数据交换。系统配置了中央监控计算机、数据服务器、工程师站计算机、LED 屏、报警趋势打印机、报表报告打印机、工业网络交换机等设备，还可通过以太网交换机与管理系统进行数据交换。

污水厂改造及扩建自控系统项目案例

污水厂自控系统完成全厂工艺设备的运行状态、工艺过程参数的采集和监视,远程控制相关设备、设定运行参数,配合工艺运行过程实现净水处理的目的。实现报表打印、事故报警打印等功能。

污水厂改造及扩建自控系统项目案例

控制层

现场控制站：现场控制站与设备控制单元通过工业以太网实现数据交换。现场控制站的设备用于本站自动控制、工艺参数采集和网络连接的PLC系统，现场被控设备除了可由操作人员通过就地箱控制外,也可交给PLC进行自动控制。现场操作终端及中央监控主站作为人机接口,操作人员通过对屏上的按钮的操作,由PLC可完成对相关设备的控制。

污水厂改造及扩建自控系统项目PLC

生化处理PLC控制站位于变配电间。监控范围为改良AAO生化池、二沉池、鼓风机房、除臭生物滤池、进水流量计井、污泥回流泵房等。

污水厂改造及扩建自控系统项目PLC

污泥脱水系统PLC控制站：位于污泥脱水间。控制范围为:污泥脱水间、贮泥池及污泥料仓。

污水厂改造及扩建自控系统项目PLC

加药间PLC控制站，位于加药间，范围为加药间。

一期改造粗格栅远程IO控制单元。控制范围为:粗格栅、除臭生物滤池。

设备层

过程监测设备：现场控制站 PLC与现场设备、仪表通过控制电缆、信号电缆连接。

污水厂水质仪表改造及扩建自控系统项目

根据工艺生产、控制过程的需求设置过程参数检测仪表及水质分析仪表,为全厂自动化，系统提供检测设备。为了及时准确地掌握进出水质及其变化过程,监测和控制污水处理流程的各个生产环节,改善操作环境,提高管理水平,永浩自控采用“艾拓利尔”品牌仪表，能够准确、全面的反映污水厂水质参数和水量情况。

安防及视频监控系统

污水厂改造及扩建自控系统项目案例

视频安防监控中心位于综合楼中央控制室。安防及视频监控系统包括安防系统、视频监控系统。厂区围墙安防系统采用变焦摄像机全天候监视围墙情况,设置电子围栏保证厂区的安全,防止非法闯入厂区警情的发生。一旦产生警情，系统可以联动报警录像机录像、视频切换及触发警号，以便值班人员及时处理。围墙安防摄像机图像通过可遥控的画面分割器将大门、围墙监视视频图像分割，以便实现全部及局部监视，达到安防的目的。

视频监控系统可以实现全厂生产区域重要设备的监控及厂区安防,便于中控室值班人员及时发现现场问题,排除故障以及对警情的及时处理,保证生产的正常进行。

项目成效

更高效的运营管理

该自动化系统减少人工巡检强度。中控室一键掌握全厂状态，故障响应速度提升50%以上数据自动记录与分析，告别纸质报表，管理效率提升30%。

更智慧的节能降耗

根据水质变化智能调节曝气量，年节省电费约15万元；

加药系统精准投加，减少药剂浪费，年节约成本10万元；

优化设备运行策略，延长关键设备寿命20%以上。

更绿色的环保效益

年减少碳排放约150吨，相当于种植8000棵；

出水水质稳定达标，助力当地水环境改善；

污泥处理效率提升，减少二次污染风险。

更安全的厂区环境

智能视频+电子围栏双保险，非法闯入实时报警；

关键工艺段异常自动预警，避免突发事故；

历史数据可追溯，便于事故分析与责任认定。