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西门子S7-200替换S5序列PLC在鼓风机改造中的应用

[摘要]福州祥坂污水处理厂有4台鼓风机,采用的是西门子的S5-101U序列PLC。由于S5序列PLC当前已处于淘汰状态,备件难以获得,并且价格昂贵,所以需要对鼓风机系统进行升级。考虑到相同品牌的兼容性,所以采用了主流的S7-200序列PLC进行改造。改造完成后,鼓风机达到了原系统的所有功能,并且在原基础上增加了远程监控和操作功能,使鼓风机子系统和全厂自动化得到了整合。 [关键词]鼓风机;S7-200;S5;Profibus

[作者简介]徐国丹,福州市祥坂污水处理厂,福建福州,350002

[中图分类号] TH442 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723(2010)02-0062-0004

福州市祥坂污水处理厂是福州市规划建设的第一个污水厂,是市区内河综合整治系统工程的主体项目。工程于1992年筹建,1995年底建成运行。污水厂主要处理福州市西湖截污管、白马河以西及其支流大庆河两岸汇集来的污水,服务面积约560km2,设计污水处理能力5万m3/日,全厂主要设备和自控、仪表均利用芬兰政府贷款从芬兰YIT公司引进,工程投资约8000万元。该工程在国内是一个较早采用具有脱氮除

磷A/O工艺和利用国外政府贷款的污水处理厂,也是国内较早采用盘式微孔曝气和潜污泵技术的项目。污水厂具有工艺设计先进、适用,总体布置合理紧凑,占地指标较小(0.68m2/m3污水)的特点。污水厂运行以来,泥、水处理效果良好、稳定,对保护福州段闽江水环境发挥了重要作用。该厂2005年扩建2.5万m3/日后总规模为7.5万m3/日,扩建工程已于2006年竣工投产。在配套管网支持下,能按设计规模运行。 鼓风机是污水处理厂比较核心的设备,基本上都要求进口产品,以确保可靠性,如法国HIBON,德国AERZEN的罗茨风机等。随着自动化技术的发展,一部分设备也面临着淘汰的状态,亟须对其进行升级改造。当前工厂自动化向着总线和网络等集成化趋势发展,所以一些老设备也亟须寻求新旧系统的解决方案。本次正是基于高端自动化解决方案提出,对该厂的鼓风机进行改造升级。

一、对鼓风机系统进行改造的主要原因

目前国家对环保要求很严,全国各地都在建污水处理厂。 2004年,福州市顺利通过国家环保总局验收,获得“国家环保模范城市”荣誉称号,成为全国第五个获得这一荣誉称号的省会城市。 4年多时间里,在已建成洋里、金山、祥坂、快安和马尾等5座污水处理厂的基础上,投入2.4亿元重点开

展市区污水处理厂扩容和污水管网配套建设,祥坂污水处理厂扩容2.5万吨/日,达7.5万吨/日;洋里污水处理厂扩容10万吨/日,达30万吨/日。目前城市污水处理能力达46.5万吨/日,全市生活污水处理率由2004年的65%提高到目前的80%以上。

而祥坂污水处理厂,全厂自控系统2005年通过升级,在中控室对厂内大部分设备(包括潜水泵、电动阀、刮泥机等)运行状态和各种运行参数都已实现了实时监控,并能远程控制和设备间的联动。现有丹麦鼓风机是国外进口,鼓风机自带一套控制系统,人机界面为控制面板,在控制面板上操作设备开停,设备的故障也显示在控制面板上,并且没有外接信号端口,无法使鼓风机的运行参数接入到该厂自控系统,无法实现在中控室对其运行参数实时监控和远程控制,更无法实现依据曝气池的DO5值变化自动调整鼓风机的供气量。所以,必须对鼓风机的控制系统进行升级改造,使其与厂自控系统形成一体,才能对整个风机系统实现PLC的自动控制和监视功能,做到最大的兼容性。改造后实现了就地和远程的双重控制,中控计算机失去控制能力各台鼓风机也仍然可以就地操作,最大限度地避免停产的风险,提高了运行效率,降低了能耗。原系统采用的是西门子公司的S5序列PLC。目前S5序列PLC已处于停产状态,库存量极少,购买备件成本极高,对以后的维护很不方便。所以,本系统采用同品牌西门子的S7-200