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污水处理厂自动控制系统污水处理厂自动控制系统 污水处理厂自动控制系统污水处理厂自动控制系统 摘要：本文主要讲述污水处理的工艺流程，现场监测控制设备，控制网络组成，可编程控制器硬件系统，摘要 摘要摘要 工艺设备的程序控制，组态软件的监控功能。 关键词：污水处理，网络通讯，关键词 PLC ，组态软件，程序控制 关键词关键词 一、一、 前言前言 一一、、 前言前言 进入 21 世纪，我国的环保事业迅速发展，工业废水、生活污水的净化处理成为当务之急。污水处理工艺 进行自动化监测和实时 控制是提高污水处理效率、降低处理能耗的关键。污水处理工艺主要由进水、曝气、沉 淀、排水和闲置等五个阶段组成。处理效果主要取决于其 运行参数，其中主要参数包括各反应段时间以及曝气 强度。一般采用以 PLC 为核心的工艺过程自动监控系统，实时控制鼓风机、水泵、电动阀等设备及各反应段时 间，使水质达到 国家规定的排放标准。根据工艺流程、控制点及现场设备的安装地理环境，采用先进的管理控 制技术，系统分为控制层、监控层、管理层三层进行监测和控制。控制层分若干个 PLC 子站分别对厂内设备、 及监测点进行控制、监测，采集信号，控制生产设备；监控层，在厂内设中心控制室，对于独立运行的污水处理 厂，中控室有二个功能，一是监控全厂的整个生产过程，二是将有关污水处理厂的运行状况上传污水处理厂监控 中心；对于由污水处理厂监控中心直接监测控制运行的污水处理厂；将有关污水处理厂的运行状况及有关信息上 传污水处理厂监控中心，将污水处理厂监控中心执行指令下传各 PLC ，由PLC 控制各现场仪器及仪表；管理层 主要在污水处理厂监控中心完成。系统同时还应该充分考虑特殊情况下的现场手动控制。 二、二、 自动控制系统综述自动控制系统综述 二二、、 自动控制系统综述自动控制系统综述 污水处理工艺流程： 自动控制系统组成 现代化的污水处理系统需要实现管理与控制一体化，实现办公自动化。控制系统不仅与下层控制设备有良 好的接口，而且具有与上层管理系统集成的接口，同时具有可扩展性。所以现代化污水处理系统要求在底层采用 现场总线或者工业以太网等技术，上层则选用优秀的监控组态软件。为了加强系统的可靠性，使整个系统能够长 时间无故障地运行，需要采用容错技术。 根据全集成自动化（Totally Integrated Automation ）的思想，将污水厂 控制系统分为管理级、控制级、现场级。 l 现场级的检测及控制执行系统 现场级是实现系统功能的基础。现场级主要由一次仪表（如液位计、DO 传感器等）、控制设备等组成。 其功能主要是对系统设备的状态、传感器参数进行监测，并把监测到的数据上传；接受控制级的指令对执行机构 进行控制。由于控制设备比较分散，在传统的工厂内，输入／输出设备连接到一个集中的机架，在设备改变和系 统扩展时，导致接线工作量大，成本高，柔性度低。通过开放的、标准化的现场总线系统来连接部件，应用 Siemens 公司 ET200 分布式 I/O 是解决这些问题的最佳方案。分布式配置意味着可编程序控制 器、I/O 模块和现场设备 通过称为现场总线的信号电缆连接。将输入/输出模块转换成就地监 测器和执行器，可就地转换和处理过程信号。 可像集中配置那样进行程序设计。在控制点比较集中的控制现场配置一个远程分布式智能 I ／O 模块 ET200M， 现场 I ／O 信号直接输入 I ／O 模 块，每个 ET200M 模块上安装有 IM153 －2 型号带有 Profibus-DP 接口的模块， 与 ProfibusDP 现场总线分别连接。ET200M 模块采用活动总线式底板（Active Bus Module ），所有模块可以带电 热插拔，便于维修。 l 控制级的程序处理及控制系统 控制级是实现系统功能的关键，也是管理级与现场级之间的枢纽层。 其主要功能是接受管理层设置的参 数或命令，对污水处理生产过程进行控制，同时将现场状 态输送到管理层。控制级要求具有高可靠性，所以在 系统的关键部分中要采用冗余技术。控制器是整个系统的核心，所以在控制级中，采用 Si