電廠廢水處理控制系統的設計與研究
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本電廠廢水處理控制系統項目所在地位于山西省霍州市?；糁莅l電廠于1967年1月由水利電力部批準籌建，采用火力發電，裝機容量40萬千瓦，年發電量25億千瓦·時，主要擔負著山西中南部地區工農業生產及人民生活用電，是山西電網的主力電廠。
霍州發電廠建設時正處于中國發展的特殊年代，在選廠、設計、設備選購、施工、安裝和投產發電等方面追求簡易發電，給安全經濟生產留下先天缺陷。由于火力發電廠是工業用水大戶，因此每天的工業廢水如果直接排放，不僅浪費水資源，而且會造成嚴重的環境污染。
以往的廢水處理系統采用人工手動控制，造成人員工作強度大，控制效率低，控制工藝落后。本次項目采用全新的自動控制系統和監控技術可以克服以前人工控制精度低、運行操作繁瑣、誤操作可能性大等缺點，該系統的廢水處理工藝流程具有一定的先進性，達到了電廠廢水零排放，大大提高了水的利用率。同時可以通過網絡把監控數據融入整個電廠的自動化管理中，節省人力物力，便于集中管理。通過本自動控制系統把處理過的廢水再納入整個電廠的水循環中，提高電廠用水的效率，節約成本，提高了整體的經濟效益。使電廠的自動化管理和自動化控制生產方面達到一個新的高度。
圖1 霍州發電廠污水處理池外景
二、系統介紹
1． 項目工藝簡介
本次項目的主要任務包括含煤廢水的回放、化學再生廢水收集、主廠房內系統優化消防、生活水系統隔離、生活污水及工業廢水回用工程。采用一定的污水處理工藝，并通過自動化控制達到預期規定的控制指標。整個廢水處理系統由收集池、調節水池、凈化器、污泥池、清水池等部分組成，在廢水處理過程中，我們將系統劃分為五個子系統來處理，分別為：凈水系統、儲藥系統、過渡調節系統、清水回用系統以及污泥濃縮系統。
電廠的廢水處理系統工藝流程圖如圖2所示：圖中的圓代表收集水泵；長方形代表集水池；長圓罐代表一體化凈化器，系統中共有四個凈化器，其余三個在圖中省略。箭頭的指向代表廢水的流向，其流向為從左往右。
圖2 電廠廢水處理系統工藝流程圖
2．項目方案
為保證廢水處理系統安全穩定的運行，該項目中控制器、執行器、監控組態部分均采用西門子系列產品，主要有以下幾部分：
a. 負載電源模塊（PS）：PS 307
b. 接口模塊（IM）：IM360，IM361
c. 中央處理單元（CPU）：CPU315-2DP
d. 信號模塊（SM）：數字量輸入模塊SM321，數字量輸出模塊SM322，模擬量輸入模塊SM331，模擬量輸出模塊SM332
e. 執行器：MicroMaster430/420變頻器
f. 監控組態軟件：WINCC（Windows Control Center）6.0
三、控制系統構成
控制系統的設計包括PLC控制系統部分，系統采集與執行器控制部分以及上位機的監控系統部分。系統結構設計圖如圖3所示。
圖3 系統結構設計圖
1． 系統硬件配置
在電廠污水處理控制系統中，根據用戶要求及實際情況分析，我們采用西門子公司的S7-300系列產品來完成此項目。參照西門子公司提供的產品技術參數，以S7-300系列中的CPU315-2DP實現控制功能，由于該系統模擬及數字輸入輸出量較多，采用接口模塊IM360、IM361（主機架使用IM360，擴展機架使用IM361）連接擴展的信號模塊滿足系統要求，其中信號模塊包括若干數字量輸入模塊 SM321，數字量輸出模塊 SM322，模擬量輸入模塊SM331，模擬量輸出模塊SM332。
現場多臺工作泵采用西門子MicroMaster430變頻器，MicroMaster430變頻器除了具有第四代變頻器的特點以外，還具有應用于風機和泵類的硬件和軟件特征，尤其適合用于風機和水泵負載的控制。使用此種型號的變頻器可以節約能源消耗，降低運行噪聲，對環境起到很好的保護作用。
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