上海某污水處理廠處理能力在1萬m3/日,，監(jiān)控點(diǎn)數(shù)不是很多,，選用S7-300 PLC加北京鼎實DS300B分布式IO是一種即經(jīng)濟(jì)又切合實際的解決方案，它具有高度模塊化結(jié)構(gòu),，能夠滿足多樣化和個性化的需求,。

一、自控系統(tǒng)的硬件選擇
　　　污水處理主要是順序邏輯控制,，這正是PLC控制的優(yōu)勢所在,。在此工程中,，PROFIBUS主站選S7-300 PLC，分布式IO選用北京鼎實公司DS300B系列分布式IO,。DS300B系列是可擴(kuò)展模塊,。PROFIBUS通訊適配器CC-PB-1.0帶有標(biāo)準(zhǔn)PROFIBUS-DP接口，開關(guān)量,、模擬量模塊通過冗余的CAN BUS進(jìn)行擴(kuò)展,，最多可以擴(kuò)展16個模塊。各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛的組合以用于擴(kuò)展,。人機(jī)界面選用昆侖通態(tài)品牌,，并配北京鼎實公司的PROFIBUS轉(zhuǎn)MODBUS橋接模塊，使昆侖通態(tài)HMI連接到DP總線上,。
二,、總體控制要求及功能
　　　污水處理廠自控系統(tǒng)的要求是對污水處理過程進(jìn)行自動控制和自動調(diào)節(jié)，使處理后的水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到要求的范圍,；在中控室發(fā)出上傳指令時,，將當(dāng)前時刻運(yùn)行過程中的主要工作參數(shù)（水質(zhì)參數(shù)、流量,、液位等）,、運(yùn)行狀態(tài)及一定時間段內(nèi)的主要工藝過程曲線等信息上傳到中控室。功能如下：
　　 （1）控制操作：
　　 在中心控制室能對被控設(shè)備進(jìn)行在線實時控制,，如啟停某一設(shè)備,，調(diào)節(jié)某些模擬輸出量的大小，在線設(shè)置PLC的某些參數(shù)等,。
　　 （2）顯示功能：
　　 用圖形實時地顯示各現(xiàn)場被控設(shè)備的運(yùn)行工況,，以及各現(xiàn)場的狀態(tài)參數(shù)。
　　 （3）數(shù)據(jù)管理：
　　 依據(jù)不同運(yùn)行參數(shù)的變化快慢和重要程度,，建立生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)庫,，存儲生產(chǎn)原始數(shù)據(jù)，供統(tǒng)計分析使用,。利用實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和分析,，得出一些有用的經(jīng)驗參數(shù)，有利于優(yōu)化曝氣池的準(zhǔn)閉環(huán)控制,，并把一些必要的參數(shù)和結(jié)果顯示到實時畫面和報表中去,。
　　 （4）報警功能：
　　 當(dāng)某一模擬量（如電流、壓力,、水位等）測量值超過給定范圍或某一開關(guān)量（如電機(jī)啟停,、閥門開關(guān)）閥發(fā)生變位時，可根據(jù)不同的需要發(fā)出不同等級的報警。
　　 （5）打印功能：
　　 可以實現(xiàn)報表和圖形打印以及各種事件和報警實時打印,。打印方式可分為：定時打印,、事件觸發(fā)打印。
　　
　　 三,、系統(tǒng)構(gòu)成及其布局
　　 如果采用常規(guī)集中控制方式,，將現(xiàn)場信號通過電纜連接到集中控制室內(nèi)的PLC上，由于工藝線路長,、現(xiàn)場控制點(diǎn)分布范圍廣,，需要敷設(shè)大量的電纜及橋架，且現(xiàn)場環(huán)境惡劣,、施工難度非常大,。鑒于此，采用了PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù),，根據(jù)工藝劃分,，系統(tǒng)共設(shè)了兩個主站、兩個子站,、兩個操作員站,。主站采用CPU315-2DP，子站采用北京鼎實公司DS300B系列分布式IO遠(yuǎn)程模塊,，用于現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和控制,，并借助PROFIBUS（工業(yè)現(xiàn)場總線），方便控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建立,。其自控系統(tǒng)見下圖：

　　 控制級主要功能是接收管理層設(shè)置的參數(shù)或命令，對污水處理生產(chǎn)過程進(jìn)行控制,，將現(xiàn)場狀態(tài)輸送到管理層,。根據(jù)本廠工藝流程和總平面布置，結(jié)合馬達(dá)控制中心MCC的位置和供配電范圍,，按照控制對象的區(qū)域,、設(shè)備數(shù)量，以就近采集和單元控制為劃分區(qū)域的原則,，在曝氣池旁中控室設(shè)主站PLC,。在進(jìn)水泵房、脫水機(jī)房設(shè)兩座現(xiàn)場子站,，主站與現(xiàn)場子站之間采用PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線?，F(xiàn)場子站采用北京鼎實公司DS300B系列分布式IO，每個DS300B由1個PROFIBUS通訊適配器模塊和其它若干數(shù)字量,、模擬量輸入及輸出模塊組成,。
　　 進(jìn)水泵房現(xiàn)場從站PLC－1監(jiān)控范圍為粗格柵、進(jìn)水泵房,、細(xì)格柵,、沉砂池等,，其主要控制對象為粗細(xì)格柵間的粗細(xì)格柵及進(jìn)水電動閘門、進(jìn)水泵房的污水提升泵,、沉砂池的排砂裝置和砂水分離等設(shè)備,，此外，還負(fù)責(zé)進(jìn)水水質(zhì)如PH,、SS（濁度測量）等參數(shù)的在線檢測,。其I/O配置為：DI＝138、DO＝58,、A1＝16 ,、AO＝4。
　　 脫水機(jī)房現(xiàn)場子站PLC－2監(jiān)控范圍為脫水機(jī)房,、儲泥池,，其主要控制對象為儲泥池的攪拌器、電動閥門,，脫水機(jī)房的進(jìn)泥泵,、輸送機(jī)、濃縮機(jī),、加藥系統(tǒng)等設(shè)備,。其I/O配置為：DI＝48、DO＝16,、Al＝8,。
曝氣池主站PLC監(jiān)控范圍為厭氧池、曝氣池,、鼓風(fēng)機(jī)房,，主要完成對處理工藝參數(shù)的監(jiān)測控制，如對溶解氧,、污泥濃度,、pH值、ORP值等參數(shù)的測控,。對曝氣設(shè)備,、攪拌設(shè)備、排水設(shè)備及剩余泵等進(jìn)行操作控制,，以滿足對處理出水水質(zhì)的要求,。其I/O配置為：DI＝184、DO＝60,、A1=24,。
　　 5、系統(tǒng)軟件
　　　計算機(jī)操作系統(tǒng)采用Microsoft Windows 2000 Professional中文版操作系統(tǒng)。歷史數(shù)據(jù)庫采用Microsoft SQLServer 2000中文版軟件,。上位機(jī)監(jiān)控軟件采用Wincc5.1組態(tài)軟件來實現(xiàn),。
　　 2）MCGS組態(tài)軟件實現(xiàn)了對整個系統(tǒng)的開關(guān)量、狀態(tài)量,、電量,、模擬量的采集和處理，并顯示在工作站的HMI上,；對一些污水處理廠重要的物理量如各個進(jìn)水泵的電流,、頻率、出口壓力等都實時顯示在工作站的主界面上,，便于調(diào)度員及時掌握系統(tǒng)的運(yùn)行情況,。
　　 3）數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上安裝Microsoft SQL2000中文版數(shù)據(jù)庫軟件，用來儲存整個污水廠重要的歷史數(shù)據(jù),，通過MCGS與Microsoft SQL 2000的通訊來讀取歷史數(shù)據(jù),。單獨(dú)設(shè)計一個數(shù)據(jù)庫服務(wù)器可以避免因為系統(tǒng)局部故障導(dǎo)致歷史數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象的發(fā)生。
　　 4）STEP7可以利用IEC-1131標(biāo)準(zhǔn)中八種編程語言中的6種（STL,、LAD,、FBD、CFC,、SFC和SCL）進(jìn)行編程,。
　　
　　 6、結(jié)束語
　　　通過應(yīng)用北京鼎實公司DS300B系列分布式IO替代西門子ET200方案,，在保證工程質(zhì)量的前提下大大降低了硬件成本,。此方案自控系統(tǒng)在該污水處理廠投入使用以來，運(yùn)行至今系統(tǒng)穩(wěn)定,、可靠,。設(shè)備具有調(diào)試簡單、操作方便,、使用安全、效率高,、故障率低,，污水處理效果好的特點(diǎn)，提高了勞動生產(chǎn)率,，同時由于軟硬件均采用模塊化結(jié)構(gòu),，方便了工程技術(shù)人員的安裝、調(diào)試和維修,。