上海竹園污水處理廠日處理量為220萬立方米/日，占上海日處理量的30%。是上海第一個提升改造的污水處理廠，2018年10月，歷時一年建設(shè)的竹園污水處理廠率先完成提標改造工程投入試運營。污水處理多一道“凈化”工序，水質(zhì)達到國家最高的一級A標準。
項目采用邊運營邊建設(shè)模式，改造工期中每組生物池之間做到“無縫銜接”。該項目的設(shè)計采用力控FORCECON產(chǎn)品家族中的eForcecon和pSpace產(chǎn)品來進行生產(chǎn)監(jiān)控與管理。
一、概述
上海竹園污水處理廠調(diào)度系統(tǒng)包括了對廠區(qū)內(nèi)部整個污水處理工藝流程的監(jiān)測和控制，包括粗柵格、污水提升泵房、進出水泵房、細柵格、生物反應(yīng)池、沉淀池、回流及污泥泵房、進出水流量計量井、總變配電室等。通過對數(shù)據(jù)的存儲和分析，結(jié)合各類自動化和信息化技術(shù)，建立和實現(xiàn)污水廠自動化和信息化管理的安全經(jīng)濟運行系統(tǒng)。
調(diào)度系統(tǒng)實現(xiàn)以下功能：
●自動化控制系統(tǒng)實現(xiàn)，減輕勞動強度，改善生產(chǎn)運營及操作環(huán)境；
●保證工藝處理生產(chǎn)過程可靠運行 ；
●實現(xiàn)現(xiàn)代污水處理企業(yè)的信息化管理，以利于達到節(jié)能降耗、經(jīng)濟運行的目的。
二、系統(tǒng)組成
污水處理廠調(diào)度系統(tǒng)分為3層結(jié)構(gòu)：信息層，控制層，設(shè)備層。
信息層：由監(jiān)控中心的工程師站、歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器，通訊服務(wù)器，Web服務(wù)器，千兆以太網(wǎng)交換及大屏幕顯示屏等監(jiān)控操作設(shè)備及局域網(wǎng)組成;
控制層：由分散在各主要構(gòu)筑物內(nèi)的現(xiàn)場PLC主站，子站及運行數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)交換機及全廠環(huán)形快速光纖以太網(wǎng)、控制子網(wǎng)等組成。
設(shè)備層：由現(xiàn)場運行設(shè)備、檢測儀表、高低壓電氣柜上智能單元、專用工藝設(shè)備附帶的智能控制器以及現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)等組成。
力控科技在本項目中主要以用力控ForceCon產(chǎn)品家族系列產(chǎn)品完成軟件部分，主要包括工業(yè)SCADA監(jiān)控軟件eForceCon、企業(yè)級實時歷史數(shù)據(jù)庫軟件pSpace、報表分析軟件Finforworx、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫軟件、環(huán)保分析軟件。
●工業(yè)SCADA監(jiān)控軟件主要實現(xiàn)為數(shù)據(jù)收集與處理、數(shù)據(jù)管理、事件處理、報警、運行調(diào)度、信息共享。
●實時數(shù)據(jù)庫主要功能是提供統(tǒng)一而完整的實時數(shù)據(jù)存儲功能，具有強大的功能、穩(wěn)定的性能以及良好的開放性，為各類系統(tǒng)提供底層的實時數(shù)據(jù)。
●關(guān)系型數(shù)據(jù)庫主要功能是為SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、運行操作日志、報警記錄等歷史數(shù)據(jù)存儲查詢分析和提供各類文字圖形報表的數(shù)據(jù)依據(jù)。
●報表分析軟件主要是為調(diào)度人員生成及管理運營日報的軟件工具，結(jié)合生產(chǎn)過程歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計環(huán)保、進出水流量、泵運行工況等關(guān)鍵指標數(shù)據(jù)。
三、系統(tǒng)功能
1、數(shù)據(jù)采集
●通過光纖總線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建SCADA系統(tǒng)與分控PLC網(wǎng)絡(luò)通訊，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)通訊；
●實時采集各個現(xiàn)場地各類數(shù)據(jù)和信號，包括總工藝流程圖，分段工藝流程圖，工藝參數(shù)，電氣參數(shù)，電氣設(shè)備運行狀態(tài)等。
●操作站以人機HMI對話方式指導(dǎo)操作，可用鍵盤或鼠標器設(shè)定工藝參數(shù)、控制電氣設(shè)備。
2、數(shù)據(jù)處理
●實現(xiàn)對來自各現(xiàn)地控制單元的實時數(shù)據(jù)和相關(guān)設(shè)備狀態(tài)信息進行數(shù)據(jù)質(zhì)量校驗；
●實現(xiàn)對系統(tǒng)中存儲的相關(guān)設(shè)備數(shù)據(jù)能夠按照時間、時段、報警等各種方式進行查詢；
●實現(xiàn)對現(xiàn)地控制單元上送數(shù)據(jù)進行實時性、可靠性等驗證，保證數(shù)據(jù)的正確性；
●根據(jù)采集的實時數(shù)據(jù)生成相應(yīng)的生產(chǎn)報表、形成歷史數(shù)據(jù)記錄、趨勢曲線記錄等；
3、控制和監(jiān)視
●實現(xiàn)全廠各個現(xiàn)地控制單元的實時監(jiān)視；
●通過操作站實時顯示各現(xiàn)地控制單元的狀態(tài)信息和實時控制；
4.狀態(tài)監(jiān)測
●實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)檢測；
●實現(xiàn)系統(tǒng)的故障檢測和診斷功能，如總線網(wǎng)絡(luò)中途斷線、設(shè)備失電等常見故障；
●通過可視化頁面顯示各工藝設(shè)備通訊及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)
5.畫面顯示
●根據(jù)系統(tǒng)采集的各分控站控制單元設(shè)備的實時數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，實時刷新系統(tǒng)的相關(guān)畫面；
●實時顯示系統(tǒng)的總工藝流程圖，分段工藝流程圖，供電系統(tǒng)圖，工藝參數(shù)，電氣參數(shù)，電氣設(shè)備運行狀態(tài)等；
●系統(tǒng)畫面中設(shè)置導(dǎo)航畫面，通過導(dǎo)航畫面可方便實現(xiàn)畫面的快速切換；
●在每個畫面設(shè)置畫面幫助，可為操作員提供快速操作幫助；
6.事故、故障報警
●實現(xiàn)系統(tǒng)中各分控控制單元所有設(shè)備的事故、故障等的報警、記錄以及相應(yīng)的報警畫面彈出顯示、語音報警等功能，并且能夠按照報警發(fā)生的時間、次序、設(shè)備名稱、事故和故障名稱等等進行查詢等。
7.環(huán)保監(jiān)督
●實現(xiàn)監(jiān)控進出污水處理廠的水量和水質(zhì)主要指標、鼓風(fēng)機電流、鼓風(fēng)量、曝氣設(shè)備的運行狀況、曝氣池的溶解氧濃度、污泥濃度、濾池堵塞率等數(shù)據(jù)。
●能隨機調(diào)閱核查期內(nèi)上述運行指標數(shù)據(jù)及趨勢曲線，相關(guān)數(shù)據(jù)至少保存三年以上，作為核算主要污染物減排量的重要依據(jù)。
●對于自控系統(tǒng)中無法獲取的數(shù)據(jù)（化驗數(shù)據(jù)），提供手工錄入的途徑；
●趨勢異常分析，結(jié)合日常運行經(jīng)驗預(yù)置成因、利于快速分析和診斷；
●從企業(yè)實時歷史數(shù)據(jù)庫中獲取數(shù)據(jù),為工藝參數(shù)計算、綜合報表處理等提供統(tǒng)一接口訪問；
●報表參數(shù)配置、綜合計算和報表快速生成，報表模板直接采用EXCEL格式的文件方便用戶進行配置和自定義。
8.保護功能
●系統(tǒng)具有多種安全設(shè)備、操作員操作權(quán)限設(shè)置、操作命令確認、操作口令確認、設(shè)備聯(lián)鎖等功能，可實現(xiàn)系統(tǒng)的安全、可靠、正常運行。
●系統(tǒng)設(shè)置有操作員操作權(quán)限等級設(shè)置，可根據(jù)操作要求，進行相應(yīng)權(quán)限的登錄操作；
●操作員在操作過程中設(shè)置有操作口令和操作命令確認，有效地避免了設(shè)備的誤動；
四、項目總結(jié)
污水處理廠調(diào)度系統(tǒng)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，本文所介紹的應(yīng)用案例滿足了污水處理廠中控調(diào)度運營管理的需求，以力控ForceCon產(chǎn)品家族應(yīng)用為核心，實現(xiàn)調(diào)度的系統(tǒng)化、信息化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。提升廠區(qū)生成管控及過程監(jiān)視的能力，使廠區(qū)生產(chǎn)過程的透明化，高效化，為最終實現(xiàn)智能化建設(shè)打下基礎(chǔ)，是城市污水處理廠系統(tǒng)應(yīng)用的典型案例。
