珠联璧合 共筑生命之源——西门子携手鼎联控股攻克鄂尔多斯城市供水项目难关

2014/4/22 9:02:36

  “水是生命之源”。在内蒙古鄂尔多斯市,随着经济建设的不断发展、城市建设的不断完善以及人口压力的与日俱增,城市供水已不能满足人们的生产、生活需求。为市民提供更加优质的饮用水,正是城市管理者促进经济繁荣、完善城市规划、践行群众路线所面临的新课题。国家颁布新的生活饮用水标准,对城市生产生活用水提出了更高的要求,这对供水工程来说是更加严峻的挑战。西门子凭借先进的控制技术和自动化产品,与水处理行业翘楚鼎联控股有限公司携手,为鄂尔多斯城市供水项目提供完美解决方案,共筑鄂尔多斯市的生命之源。

  供水项目挑战重重

  鄂尔多斯市是内蒙古的新兴经济城市,经济增长和人口增加对城市供水系统的日供水量提出了严峻挑战。根据目前的城市规模和用水情况,该市亟需增加20万吨/日的供水量。由于该市水源主要是从不同的深井取水,水质受深井水况和季节等因素影响,水质复杂,面临的诸多水质问题:致病微生物,藻类及藻毒素问,浊度、消毒副产物,出水水质不稳定等等。这些水质问题成为供水项目需要攻克的一个重要难关。特别是当雨季来临,水质的COD(化学需氧量)变化较大,其处理的工艺也要做出相应的调整。对于水质的各种成分含量的波动,要求水处理工艺制定相应的控制方式。

  根据城市规划,供水项目落户达拉特旗,这意味着供水管线较长,项目要求在两年内完成,考虑到鄂尔多斯市的环境和气候,环境恶劣、冬季漫长,留给施工方的时间非常紧张,对施工方的团队执行力提出了严峻考验。

  珠联璧合,强强联手——西门子携手鼎联控股攻克项目难关

  面对项目的巨大挑战,作为水处理行业的领军企业,鼎联控股提出采用双膜法工艺,即在传统的配水井、混凝土沉淀、D型滤池工艺后又加入超滤、纳滤和活性碳三道净水工艺。依托西门子先进的控制技术,鼎联控股建成了目前世界上最大的双膜法净水工程,日处理量达到20万吨。此工程远远超过了同类型法国巴黎Mery Sur Qise净水厂的14万吨日处理规模。

  该工艺具有6个工艺段,较长的工艺链意味着各个工艺之间的协调难度非常大,需要进行联锁控制。而20万吨/日的水处理量则需要大量控制设备。据不完全统计,项目共分两期,总控制点数在1万点以上,共有12个分站,对自动化程度和控制逻辑的严谨度有很高的要求高。

  西门子凭借自动化控制领域的出众实力和水处理行业的丰富经验,为净水项目提供了基于TIA的DCS解决方案。共提供了14套控制系统,包括6套AS417,6套AS414,2套S7-315。其中AS 417采用S7-417H冗余控制器,提高了配置和安全性能,并且使用真正的冗余PROFIBUS-DP现场总线,提高了系统的可靠性和可用性,保证项目安全稳定运行,能够对故障采取及时的应对措施,保证供水的连续性。项目还采用了西门子PCS 7工业行业库(Industry Library)专门针对水处理工艺的自动化程序功能块,操作简便,可视化强。同时,项目中采用PCS 7集成的Web发布功能和OPC 通讯,通过10个Web客户端,方便用户远程实时监控和管理水处理系统的运行。完美的解决方案使该工程成为双膜法净水的示范项目,赢得了业内的一致赞誉,吸引了国外友人前来参观学习,成为国内外水处理项目的典范。

  冗余配置保障系统安全

  20万吨的日处理量对于工程是个挑战,更大的挑战在于,如何保障工程能安全稳定的运行。供水工程关乎人们的生活、生产,供水短缺是绝对不能出现的。西门子和鼎联在整个工艺控制系统设计时,充分考虑了系统的安全稳定性,采用强大的PCS 7 V7.1控制系统,其中,CPU采用S7-417H冗余控制器,配置和安全性更高。同时,系统完美集成真正冗余的PROFIBUS-DP 现场总线。同时,鼎联在工艺段设计中,对于超滤、纳滤和活性炭环节的控制方案中,另外设计了一套冗余环网做备用。即使出现通讯故障,DCS方案能够通过连锁控制采取应急措施,实现无缝切换,保证日供水量不波动。通过冗余配置保障系统的安全性,真正的实现24小时不停产,保障城市供水安全正常。

  西门子工业行业库和3D直观操作界面让系统更专业

  给水排水对设备的自动化程度和工艺流程,都有着高而专的要求——这种要求进一步体现在过程自动化方面。而西门子PCS 7的工业行业库(Industry Library)里包含专业的水行业程序功能块,是一个包含所有与自动化控制和具体操作相关的功能模块的集成解决方案。除了有符合水处理行业要求的图形操作面板以外,这些模块还包括必要的自动化功能。

  PCS 7设计工具性能优越,操作直观,尤其在集成了工业行业库后,能够加快并减少调试和培训成本,是对PCS 7中所包含的标准化模块的进一步补充。另外,工业行业库解决方案完全符合全集成自动化和全集成能源管理概念。它整合了西门子公司大量适用于水处理行业的自动化和电气产品。

  西门子的PCS 7可以使用顺序功能图(Sequential Function Chart ,简称SFC)语言进行编程,这是一种可以按照工艺流程图来进行编程的图形编程语言,它可以使用户能够用图解的方法定义控制顺序,在程序中可以很直观地看到设备的动作顺序,容易读懂程序,规律性较强,也更容易设计和维护系统。对于双膜法工艺来说,PCS 7的SFC编程功能可以以顺序控制的方式实现对超滤膜和纳滤膜的控制,使控制方式变得简单直观,便于操作,是一种特别好的编程模式,这也是鼎联控股选用西门子PCS 7的一个重要理由。

  水资源管理的决定性环节在于,如何迅速、经济地对最新的行业要求作出反应。而作为系统集成商的鼎联控股,通过基于PCS 7自有编程软件进行自主开发了具有3D立体画面的工艺流程图。相比较2D画面,3D画面美观,更贴近于现场实物,能够使操作员更加直观和准确地判断设备故障的位置,排除故障、快速检修。

  千里之外,尽在掌握

  对于净水厂的管理人员,实时掌握净水厂的运行状况是职责所在。而在实际情况中,管理人员无法在每时每刻待在中控室中关注各个车间的运行状况。而PCS 7集成的Web发布功能和OPC 通讯功能,能够让管理人员远程查看工厂的运行情况,并及时做出指示。工厂中共配置了10个Web客户端,可实现多人同时远程查看;而OPC Server可以使现场设备、控制系统和其它自动化设备的数据访问迅速方便。

  另外,当净水厂指标,如进出水总量、余氯量、电导率等数据发生较大波动时,意味着系统可能存在故障。对于这些特殊情况,系统会长时间报警,保证负责人能够在第一时间获知净水厂异常,及时做出调整,有效避免事故发生。

  共筑生命之源

  水对于城市的意义不言而喻。完善的供水系统需要先进的水处理工艺,并依赖于强大的自动化控制系统,相辅相成,共同实现供水系统安全稳定运行。在鄂尔多斯市达拉特供水项目中,鼎联控股的双膜法工艺和西门子的全集成自动化控制系统珠联璧合,浑然天成,为供水项目提供完美解决方案,令该工程赢得业内的好评,作为双膜法净水的示范项目被广泛推广,并成为卡塔尔等国外水处理项目的参考样本。随着经济的发展和人民生活水平的不断提高,城市供水系统必将承载更大的社会责任。西门子公司将会与鼎联控股携手,为水处理项目提供专业的解决方案,为城市共筑生命之源。

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