污水 处理自动控制系统的应用 设计

2007年第6期56www.cnim.cn解决方案SOLUTION中国仪器仪表随着城市规模的不断扩大和人口的不断增加，水污染成为一大难题，污水处理是保护生态环境的重要措施，改进污水处理工艺，尽量采用先进的自动化设备和控制策略，对系统进行自动化监测和实时控制，使系统连续稳定运行，对于保证出水水质达标具有重要意义。该项目采用水解－上向流曝气生物滤池污水处理工艺。曝气生物滤池是20世纪80年代末最先在欧美发展起来的一种新型污水处理新技术，属于生物膜法的范畴，最初用于3级处理，后发展直接用于2级处理。该控制方案具有处理效果稳定、出水水质良好、运行管理简单易行、占地小基建投资少等优点。水解－上向流曝气生物滤池的工艺分为1级处理、2级处理，如图1所示。1级处理主要用于去除污水中大块的生物垃圾和悬浮物，需要在污水进入处理设施前设置机械粗隔栅（固液分离机），经过机械粗隔栅处理后的污水自动流入到提升泵房的集水池。2级处理主要有以下几部分：在水解池内将污水中的悬浮物和其中部分有机物进行降解；在C/N池内进行有机物的降解和硝化处理；最后在N池进行脱氮处理。经过以上两级滤池处理后的出水进行消毒后即可达到排放标准。2.1系统总体设计该项目设有一个IPC监控站和两个PLC站。IPC监控站担负着整个系统的监控和管理功能，是中央监控级，它实时地监控系统的整体运行情况，并根据系统运行状况对相关设备进行相应控制。1#PLC站位于厂外，它完成污水的初步处理，并将污水提升至厂区的污水管道里，设备较少、分布相对集中；2#PLC站负责C/N池、N池的曝气控制、反冲洗控制以及相应阶段的仪表的检测数据等，设备较多且较为分散，用于曝气溶解氧控制的两台变频器作为Profibus-DP的从站挂到现场总线上，以提高溶解氧控制的可靠性。工程师站、操作员站作为上位监控主机和1#PLC、2#污水处理自动控制系统的应用设计DesignfortheSewageTreatmentAutomaticControlSystem崔付友王健安徽工业大学电气信息学院（安徽马鞍山243002）摘要：关键词：Abstract:ThispaperintroducesasupervisorycontrolsystembasedonPLC,profibus,industrialethernetandWincc.Itexplainstheprinciple,hardwarecomponents,softwaredesign.Itcanrealizeautomationofsewagetreatmentandde-creasetheenvironmentpollution.SewagetreatmentPLCProfibusIndustrialethernetWinCC1工艺简介利用PLC、Profibus-DP现场总线、工业以太网和上位监控软件WinCC构建了一个污水处理监控系统。对系统工艺流程及各个功能块的实现做了重点介绍。实现了污水处理的自动化，减少了环境污染。污水处理PLC现场总线工业以太网WinCC格栅污水旋流沉砂石水解酸化池C/N曝气虑池N曝气虑池清水池1级处理2级处理达标排放垃圾处理沉砂处理污泥处理鼓风机反冲洗给水图1水解－上向流曝气生物滤池的工艺流程2系统组成及功能设计572007年第6期www.cnim.cn解决方案SOLUTION中国仪器仪表PLC通过工业以太网组成控制网络，完成上位机对下位PLC的监督控制和数据的高速互传；单元级PLC站与从站之间采用Profibus现场总线进行连接，保证数据的高速传输。系统结构如图2所示。2.2IPC监控站的设计该项目选用西门子公司的组态软件WinCC作为上位机监控软件，它是一种高度集成、基于组件并用于监控自动化设备的人机界面监控软件，功能十分强大，应用非常广泛。根据污水处理厂的自身工艺和控制系统对上位机监控软件的要求，上位机监控系统主要由登录管理模块、监控界面、趋势、报警、报表等模块组成，完成对污水处理厂的各工况数据的实时监控，以及各相关控制参数的设置。（1）登录管理：建立权限制度，对不同的用户设定不同的权限，防止非法用户操作。（2）监控界面：主要指系统的工艺流程图、设备图、各环节控制界面，按系统的工艺流程编制图形化人机界面，这样便于操作员监视整个污水处理厂的情况，并且可以方便地根据系统运行情况进行操作。（3）趋势：监控系统对设备参数实时记录，通过趋势曲线显示在趋势画面上，并具有参数预测功能，操作员可通过该画面查询设备参数的变化情况，方便系统操作。（4）报警：当现场设备在某种状态或设备的参数达到某一范围时，系统可以实现声光报警并有相关报警的记录，操作人员可以做出相应的操作处理，以免发生设备损坏或产出不合格的产品。（5）报表：按照工艺要求对水厂的进水和出水水质和