一,、引言

隨著城市發(fā)展以及人民生活水平的不斷提高,，城市污水排放量也在逐年增加，這給城市環(huán)境造成了嚴重污染,，基于此需求,，各地都在積極建設污水處理廠，以實現(xiàn)城市可支持性發(fā)展,、美化和治理城市環(huán)境,。本文以一個污水處理廠為例，結合工藝流程,，介紹污水處理廠實施自動化控制的解決方案,。該污水處理廠采用水解－SBR（UNITANK）好氧處理工藝，一期工程進口預處理段提升泵站配水井,、變配電系統(tǒng),、集泥池濃縮池按二期12萬立方米／日的處理能力裝備,。水解池、SBR池按6萬立方米／日的處理能力先上一組,。鼓風機,、脫水機各先上兩臺。二期工程再上6萬立方米／日處理能力的一組水解池,、SBR池及各兩臺鼓風機,、脫水機。

二,、工藝及系統(tǒng)要求

整個系統(tǒng)分進口預處理段提升泵站配水井,、水解池和污泥處理、SBR反應池和鼓風機房,、變配電系統(tǒng)及脫水機房,、井房等四大部分組成。

需要自動化控制的共有5個站,，包括泵房,、水解池、變電所,、SBR池,、鼓風機房。泵房負責控制進泥閥,、出泥閥,、潛污泵進水閘、除砂機,、格柵井和行走式吸砂、砂水分離裝置,。北水解池負責控制14個排泥閥,。變電所負責監(jiān)測高、低壓系統(tǒng)的相關電壓,、電流,、有功和無功等模擬量信號，進行效益核算,。SBR池負責控制整個好氧工藝的流程,。鼓風機房負責控制鼓風機導葉開度并監(jiān)測鼓風機的各個重要參數(shù)。同時在中控室,，上位機軟件要實時反映各個工段的具體情況,，包括設備的各種狀態(tài)、各種儀表的數(shù)據(jù)和工藝的設定參數(shù)等等,，計算和查詢各種參量,，例如溫度,，液位，PH值,，泥位值,，多普勒流量計等，可以讓操作員進行分析并能在上位控制現(xiàn)場的各個設備,。

拓撲圖如下：

三,、自動控制系統(tǒng)的實施

考慮使整個系統(tǒng)更加靈活安全，將整個系統(tǒng)控制分三層：第一層現(xiàn)場手動,，第二層上位機監(jiān)控軟件控制,，第三層上位機脫網(wǎng)PLC自動運行。現(xiàn)場手動—— 便于設備的維護和調試,，當某個設備切換到現(xiàn)場手動模式下,，該設備就不受和PLC的控制，只接受現(xiàn)場的操作命令,；上位機監(jiān)控軟件手動控制——有利于調度室的操作,，可以針對每個設備，讓它脫離PLC的自動運行狀態(tài),，由中控室的計算機直接對其進行操作,。PLC自動運行—對現(xiàn)場所有設備進行自動控制，它負責整個污水處理工藝的控制,，并且對故障,，也會有響應。即使PLC和上位機脫離了通訊,，它也能自己安全的工作,。

根據(jù)以上的需求，硬件我們選用西門子的S7-300系列PLC,，變頻器和軟啟動器,，軟件選用通用監(jiān)控軟件?？紤]到有5個控制站和通訊的數(shù)據(jù)量大,，而且各個站之間有一定的距離，最遠的站到中控室有300米,，所以采用了Profibus-DP和Profibus-FMS 相結合的現(xiàn)場總線,既可以保證數(shù)據(jù)的高速傳輸,，也可以實現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)的完整性。采用變頻器與軟起動器組合運行拖動潛污泵電機,，追蹤液位,，保證液位恒定與設定值一致。

中控室由一臺PC機完成操作員站,、工程師站的任務,，平時以值班長,、操作員操作為主，操作員應在授權后才能進入操作,。工程師能打開相應的功能設定界面,，其他人不得進入該層面。操作員站采用八屏多屏顯示,，可任意調入各運行圖,，并可自動翻屏，翻屏的時間可調（默認為15分鐘）,。在公司中心調度室設一個遠程監(jiān)控站,，利用市話線路采用撥號方式與污水廠中控室通訊，該站采用四屏多屏顯示,，可實現(xiàn)撥號時間間隔設定,、可任意調入各運行圖，并可自動翻屏,，翻屏的時間可調,。

用戶界面以平面圖形式為主，局部反映一些剖面,，與相應畫面有關的功能（手動自動,、運行狀態(tài)設定、時間設定,、參數(shù)設定,、上下限、報警等）,。報警信息,、自動運行條件能否滿足的信息及解析方案可以即時彈出，并有語音提示,。運行狀態(tài)表中反映主要設備的開關狀態(tài),、機泵電流電壓、現(xiàn)場儀表的參數(shù),、累計值（電量、水量,、泥量,、氣量等）、綜合運行參數(shù)（單位提水電耗,、單位供氣電耗,、全廠處理單位水的電耗等）。界面主要包括：污水處理廠自動控制系統(tǒng)結構圖,，污水處理廠工藝流程圖,，污水處理廠廠區(qū)平面圖（動態(tài)）,，進水預處理段、泵房運行平面圖（動態(tài)）,，水解池,、污泥處理運行平面圖（動態(tài)），SBR池,、鼓風機運行平面圖（動態(tài)）,，脫水機房、井房運行平面圖（動態(tài)）,，高低壓配電平面圖（動態(tài)）,，污水處理廠運行狀態(tài)總表（動態(tài)），進水預處理段,、泵房運行狀態(tài)表（動態(tài)）,，水解池、污泥處理運行狀態(tài)表（動態(tài)）,，SBR池,、鼓風機運行狀態(tài)表（動態(tài)），變電所,、脫水機房,、井房運行狀態(tài)表（動態(tài)）。

四,、總述

整個自控系統(tǒng)很好地實現(xiàn)了建廠之初的設想,，已順利運行，穩(wěn)定性和方便性經(jīng)歷了考驗,。已經(jīng)達到即使無人值班的情況下,，也可正常運行。因為采用了國際標準Profibus總線和成熟的方案技術,，使系統(tǒng)日后擴充和維護方便得到保證,。以上對整個系統(tǒng)做了介紹，希望能起到拋磚引玉的作用,，給其他的污水處理項目提供一個選擇方案,。