顧亦鋼

（浙江浙大中控信息技術(shù)有限公司，浙江 杭州 310053）

廣州獵德污水處理廠自控系統(tǒng)

顧亦鋼

（浙江浙大中控信息技術(shù)有限公司，浙江 杭州 310053）

文章針對(duì)廣州獵德目前的污水處理系統(tǒng)中所應(yīng)用到的自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析，并對(duì)其控制系統(tǒng)的原理以及特點(diǎn)和構(gòu)成進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，通過功能的分析，闡釋了在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，出現(xiàn)的一些故障的本質(zhì)原因，并對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的干擾因素進(jìn)行了論述。通過對(duì)系統(tǒng)智能性的介紹以及提高方法的介紹，證明了目前我國污水處理控制系統(tǒng)中模糊控制的應(yīng)用和污水處理系統(tǒng)功能的有效擴(kuò)展，為我國污水處理技術(shù)的發(fā)展提供了新的思路，并對(duì)集散控制系統(tǒng)的發(fā)展奠定了更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

污水處理；自動(dòng)控制系統(tǒng)；PLC

廣州獵德污水處理廠位于珠江廣州河段前航道北面、獵德涌以東的潭村附近，共分四期工程。是廣州市污水治理規(guī)劃中的第二座大型現(xiàn)代化城市污水處理廠，主要負(fù)責(zé)收集處理珠江前航道以北的大部分市中心區(qū)，包括西濠涌、沿江自排系統(tǒng)、東濠涌、二沙島及天河區(qū)的部分污水。

廠區(qū)一期工程采用工藝為AB法，整體處理規(guī)模達(dá)到了22萬m3/d。

廠區(qū)二期工程污水處理工藝采用了活性污泥工藝這種組合交替式處理工藝，規(guī)模達(dá)到了22萬m3/d。

廠區(qū)的三期工程處理規(guī)模則為20萬m3/d，其處理工藝采用了改良版的AAO工藝。而廠區(qū)的四期工程同樣采用了改良版的AAO工藝，處理規(guī)?？蛇_(dá)56萬m3/d，并建設(shè)有初雨處理系統(tǒng)一套，處理規(guī)模能夠達(dá)到66萬m3/d。

一期及二期自動(dòng)化控制系統(tǒng)由廣州華技自動(dòng)化科技有限公司承建，三期自動(dòng)化系統(tǒng)由武漢康盛公司承建。2010年開工建設(shè)的四期自動(dòng)化系統(tǒng)工程由浙江浙大中控信息技術(shù)有限公司承建，同時(shí)對(duì)該廠前三期的系統(tǒng)進(jìn)行有效的整合。

一期工程、二期工程、三期工程分別建設(shè)了PLC主站十二個(gè)，主要包括：一期和二期的提升泵房；一期和二期的沉砂池；一期建設(shè)的污泥脫水間；二期建成的污泥脫水間；一期建成的水區(qū)和二期建成的水區(qū)；一期、二期、三期建成的鼓風(fēng)機(jī)房；一期、二期、三期建成的加藥間；三期建成的生化池、三期建成的消毒池以及配電間；還有三期建成的污泥脫水間。

該污水處理廠的四期工程一共需要建設(shè)PLC主站十個(gè)，主要包括：提升泵房、沉砂池、鼓風(fēng)機(jī)房、生化池三個(gè)，另外還需要配套建設(shè)加藥間、污泥脫水間和紫外消毒池，最重要的是四期工程還會(huì)建設(shè)有污泥碼頭。該污水處理系統(tǒng)中所用的PLC主站在四期工程用的是施耐德昆騰系列系統(tǒng)，CPU型號(hào)為140CPU65260，具有太網(wǎng)接口結(jié)構(gòu)。將原有的一期、二期和三期中使用的PLC系統(tǒng)中的CPU型號(hào)全部進(jìn)行升級(jí)，使用同四期所使用的CPU保持相同型號(hào)。

整個(gè)獵德污水處理系統(tǒng)中每個(gè)PLC主站之間網(wǎng)絡(luò)全都采用光纖連接，形成單模冗余環(huán)網(wǎng)，而交換機(jī)則使用二光八電交換設(shè)備，該設(shè)備為施耐德TCSESM交換機(jī)。

在進(jìn)行傳送數(shù)據(jù)的時(shí)候，為了方便系統(tǒng)的管理工作和維護(hù)工作，通訊方式一般都會(huì)采用以太網(wǎng)的方式，并針對(duì)現(xiàn)場總線的各種方式的原設(shè)計(jì)方式，進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜∠?/p>

該廠四期工程建設(shè)中，有多個(gè)自動(dòng)化控制站采用了以太網(wǎng)連接的方式，其中還包括了遠(yuǎn)程IO站，該站為現(xiàn)場控制站。一般采用施耐德PLC時(shí)，往往會(huì)采用現(xiàn)場總線的形式進(jìn)行連接，而在四期工程的建設(shè)中，連接方式全部改為以太網(wǎng)連接，并且考慮到遠(yuǎn)程站同主站之間的距離因素，在電纜的敷設(shè)過程中大多采用的是多模光纖進(jìn)行鋪設(shè)。

另外每個(gè)PLC主站中，均設(shè)置了觸摸屏，該觸摸屏尺寸為10寸，以前一般采用232串口的方式同CPU進(jìn)行通訊。本期工程中通訊方式全部采用以太網(wǎng)方式，這樣方便操作，每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對(duì)觸摸屏都能夠進(jìn)行編程操作，使得工作強(qiáng)度大大降低。

若PLC站的距離較近，例如一期和二期建設(shè)的污泥脫水間，由于PLC站的距離較近，僅有30m左右，所以兩站共用一臺(tái)以太網(wǎng)交換機(jī)，交換機(jī)同CPU之間僅需要用網(wǎng)線直接連接便可。

在本次工程中，還有一個(gè)四期污泥碼頭PLC站，一方面由于該P(yáng)LC站遲遲無法投入使用，另一方面由于該站在廠區(qū)外面約500米的地方，考慮到廠區(qū)整條光纖網(wǎng)絡(luò)的安全性，沒有把該站點(diǎn)納入到環(huán)網(wǎng)中來，而只是作為一個(gè)星形網(wǎng)絡(luò)予以連接。

對(duì)于原一二三期各主PLC與遠(yuǎn)程站之間的通訊，考慮到成本等原因，不予調(diào)整。

本次工程，現(xiàn)場儀表數(shù)量非常多，對(duì)于一些重要的進(jìn)出水質(zhì)、流量等儀表，全部采用Modbus通訊方式，現(xiàn)場儀表的Modbus通訊數(shù)據(jù)通過一根通訊線接到PLC柜的網(wǎng)關(guān)中，再轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)信號(hào)，與PLC相連接。這樣一方面減少了線纜的敷設(shè)，同時(shí)又保證了現(xiàn)場與中控室、環(huán)保部門數(shù)據(jù)的一致。為了保證數(shù)據(jù)的可靠性，需保證如果儀表維修時(shí)不會(huì)影響數(shù)據(jù)的傳輸，同時(shí)在一條線路上儀表數(shù)量不宜太多。

中控室網(wǎng)絡(luò)采用C/S架構(gòu)，總共有3臺(tái)容錯(cuò)型服務(wù)器和2臺(tái)操作員站電腦。中控室軟件采用了Wonderware的產(chǎn)品。

1#、2#數(shù)據(jù)服務(wù)器各安裝1套I/O數(shù)據(jù)通訊協(xié)議，從下層PLC站直接采集數(shù)據(jù)，且互為備用。

3#數(shù)據(jù)服務(wù)器安裝1套歷史數(shù)據(jù)庫軟件和1套WEB發(fā)布軟件。

1#操作員站電腦安裝1套開發(fā)版軟件和1套歷史數(shù)據(jù)庫客戶端軟件。2#操作員站電腦安裝1套運(yùn)行版軟件（不含I/O）和1套歷史數(shù)據(jù)庫客戶端軟件。

2臺(tái)操作員站電腦在某一時(shí)間點(diǎn)從1#或2#數(shù)據(jù)服務(wù)器中的1臺(tái)采集數(shù)據(jù)，這樣就保證了兩臺(tái)操作員站數(shù)據(jù)的統(tǒng)一。

由于多臺(tái)電腦及服務(wù)器需安裝2套軟件，因此需對(duì)硬件狗進(jìn)行合并，該項(xiàng)工作需盡早提出，由Wonderware公司落實(shí)。

對(duì)于PLC網(wǎng)絡(luò)，由于跟生產(chǎn)密切相關(guān)，因此必須特別考慮其安全性，而對(duì)于領(lǐng)導(dǎo)辦公室既要能上外網(wǎng)，又要能查看全廠視頻和生產(chǎn)情況，因此在外網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)之間加入了硬件防火墻，以保證生產(chǎn)的安全。另外考慮到服務(wù)器及操作員站電腦的安全，在正常運(yùn)行以后，我們禁用了所有電腦上的USB口。

整個(gè)廠區(qū)接口設(shè)備非常多，在施工的初期，我們就對(duì)所有的以太網(wǎng)通訊單元分配了唯一的地址，保證了我方及其他設(shè)備供應(yīng)方的順利銜接。

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TU99

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10.13612/j.cnki.cntp.2014.06.007