宮新成　李永寧

摘 要：本文基于King SCADA作為組態(tài)軟件的中控監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)King SCADA便捷的組態(tài)畫(huà)面開(kāi)發(fā)環(huán)境提供了詳盡實(shí)用的污水處理工藝流程圖、工藝參數(shù)以及報(bào)表曲線，不僅完全滿足了污水處理對(duì)于各個(gè)工藝生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控需求，同時(shí)極大的減輕了生產(chǎn)操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，形成了一套可靠的中控監(jiān)控系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：King SCADA;污水處理;PLC

引 言

由于水資源短缺問(wèn)題在我國(guó)凸顯，為了解決這一突出問(wèn)題，污水處理應(yīng)運(yùn)而生，在污水處理過(guò)程中，如何將現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行提取并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控成為一大難題。因此諸多學(xué)者針對(duì)這一問(wèn)題，提出基于King SCADA軟件進(jìn)行相關(guān)研究與探討，其中，段滿珍[1]等人基于King SCADA軟件并利用數(shù)據(jù)庫(kù)模型，將路網(wǎng)與監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)演示過(guò)程，并開(kāi)發(fā)了相關(guān)的附加功能;李朝霞[2]等人通過(guò)應(yīng)用King SCADA組態(tài)軟件針對(duì)特長(zhǎng)隧道的群監(jiān)控上位機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了研究，并對(duì)系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì)進(jìn)行了相關(guān)探討;陳超[3]等人基于King SCADA系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在電腦前獲取石油項(xiàng)目中注水的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，提高了現(xiàn)場(chǎng)的管理水平;張寶[4]等人將King SCADA與西門(mén)子的S7-400系列PLC相結(jié)合，主要分析研究污水處理過(guò)程中的自動(dòng)控制系統(tǒng);王惠[5]等人基于King SCADA系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集器對(duì)不同職能儀表進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集，并將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至能耗監(jiān)測(cè)端，最后通過(guò)以太網(wǎng)傳輸針對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

1 項(xiàng)目概況

虹橋再生水廠改造規(guī)模3萬(wàn)立方米/日，新增了深度處理設(shè)施間、清水池、吸水井、多段多級(jí)AO生物反應(yīng)池加藥脫泥等設(shè)備，目前該廠完成擴(kuò)改項(xiàng)目投入使用處理后的污水相較于改造前水質(zhì)更高，使其出水水質(zhì)達(dá)到（GB18918—2002）中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，且日均處理量有了極大提升。

2 工藝及自控系統(tǒng)介紹

該項(xiàng)目由King SCADA 作為上位組態(tài)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、工藝參數(shù)調(diào)節(jié)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)展示以及向PLC控制系統(tǒng)發(fā)送控制指令，PLC控制系統(tǒng)采用施耐德M580系列PLC作為各個(gè)子站主控，通過(guò)交換機(jī)連接光纖形成環(huán)網(wǎng)接入中控，依據(jù)工藝段分為了5個(gè)PLC站。

PLC1粗格柵及污水提升泵站，將服務(wù)片區(qū)各小區(qū)及其他用戶排放的生活污水經(jīng)管路匯集然后經(jīng)過(guò)粗格柵初級(jí)除渣后由提升泵經(jīng)管道輸送至下一站。

PLC2深度處理站，此工藝段為本次改造核心工藝段之一，主要有5組深度處理濾池組成將上一級(jí)生物反應(yīng)后的中水進(jìn)行更細(xì)致的過(guò)濾消毒到此工藝段完成整個(gè)污水再生過(guò)程。

PLC3污泥脫水站，由污泥脫水機(jī)、加藥設(shè)備及其他相關(guān)附屬設(shè)備構(gòu)成，將各級(jí)工藝段產(chǎn)生的雜質(zhì)污泥進(jìn)行脫水處理。

PLC4回流及剩余污泥泵房，將細(xì)格柵處理后的污水進(jìn)行初次沉淀后再進(jìn)入二次沉淀池進(jìn)一步將雜質(zhì)去除。

PLC5中心配電室站，此站有多段AO生物反應(yīng)池，加藥設(shè)備間以及綠化送水泵房，其中多段多級(jí)AO生物反應(yīng)池為另一個(gè)核心工藝段，主要分為厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、兼氧區(qū)和好氧區(qū)，此工藝段使污水中的碳源有選擇的供給不同功能區(qū)，優(yōu)先用于厭氧釋磷和反硝化脫氮等，可有效節(jié)省碳源。

3? King SCADA組態(tài)軟件的應(yīng)用

King SCADA是北京亞控科技發(fā)展有限公司面向工控領(lǐng)域的又一力作，此軟件作為亞控科技公司面向高、中端市場(chǎng)的SCADA產(chǎn)品，King SCADA因具有友好的界面、易于開(kāi)發(fā)的使用感受、強(qiáng)大的功能、較強(qiáng)的產(chǎn)品兼容性以及較高的可靠性，因此完全滿足本項(xiàng)目污水處理廠生產(chǎn)運(yùn)行以及對(duì)工藝過(guò)程監(jiān)控和管理的需求。在本項(xiàng)目的應(yīng)用中它主要實(shí)現(xiàn)了以下功能：

（一）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備工藝流程的展示。對(duì)于一個(gè)現(xiàn)代化工廠來(lái)說(shuō)如何將現(xiàn)場(chǎng)必要的設(shè)備盡可能的通過(guò)PLC、以太網(wǎng)通訊及PC組成一套適宜于本廠生產(chǎn)及管理的系統(tǒng)尤為重要。King SCADA友好易操作的開(kāi)發(fā)環(huán)境可以使自控工程師在較短的時(shí)間開(kāi)發(fā)出一套適用于實(shí)際工程的上位控制系統(tǒng)，可以對(duì)全廠的工藝流程進(jìn)行清晰直觀的展現(xiàn)，對(duì)每個(gè)工藝段的單體設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)的布置。King SCADA提供了方便的畫(huà)圖工具，豐富的動(dòng)畫(huà)鏈接，且支持靈活腳本編開(kāi)發(fā)。

工程師可以通過(guò)King SCADA自帶的豐富圖庫(kù)選擇適合的設(shè)備元素進(jìn)行畫(huà)面組合，也可以使用基礎(chǔ)工具自行繪制然后將繪制的元素制作成精靈圖或圖形模型后添加進(jìn)自己的模型庫(kù)。同時(shí)為修改優(yōu)化也提供了便利。例如在本項(xiàng)目中多段多級(jí)AO生物池中有多達(dá)16臺(tái)潛水推進(jìn)器、16臺(tái)閥門(mén)，這些設(shè)備不僅需要在組態(tài)畫(huà)面中顯示運(yùn)行狀態(tài)還要對(duì)每臺(tái)設(shè)備發(fā)出操作指令因此其開(kāi)發(fā)工作較為復(fù)雜，而通過(guò)圖形模型及腳本結(jié)合的方式，開(kāi)發(fā)出對(duì)應(yīng)類(lèi)型的標(biāo)準(zhǔn)模型則大大的提高了開(kāi)發(fā)效率、工程的可靠性以及可維護(hù)性。

（二）方便快速的點(diǎn)位配置。King SCADA不僅在畫(huà)面繪制方面很方便，由于它支持變量的批量導(dǎo)入導(dǎo)出支持變量分組等操作，因此該軟件在對(duì)變量進(jìn)行添加、刪除、修改、報(bào)警設(shè)置等操作時(shí)非常便捷。開(kāi)發(fā)者只需將需要操作的變量選中導(dǎo)出即可進(jìn)行靈活操作。通過(guò)批量導(dǎo)入導(dǎo)出分組的操作方式可以對(duì)大量的設(shè)備點(diǎn)進(jìn)行連接，在提高開(kāi)發(fā)速度的同時(shí)減少了邏輯不清混亂發(fā)生錯(cuò)誤的可能。

（三）項(xiàng)目中各類(lèi)設(shè)備的良好接入性。由于本項(xiàng)目為擴(kuò)改建項(xiàng)目因此在新建增項(xiàng)目的同時(shí)還有部分原設(shè)備需要統(tǒng)一接入系統(tǒng)，在新增的5個(gè)PLC站統(tǒng)一為M580系列PLC，但在如加藥設(shè)備、除臭設(shè)備、脫泥設(shè)備等具有獨(dú)立控制器的單體設(shè)備中PLC型號(hào)都各不相同，本項(xiàng)目中使用了施耐德M580、TM221系列PLC、西門(mén)子S7-200、S7-200 smart PLC等。因此多種型號(hào)的PLC如何接入此系統(tǒng)正確采集數(shù)據(jù)對(duì)組態(tài)軟件的設(shè)備兼容性有較高要求。而KingSCADA豐富的驅(qū)動(dòng)解決了這個(gè)難題，根據(jù)需要接入系統(tǒng)的PLC型號(hào)在驅(qū)動(dòng)庫(kù)中選擇對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)安裝完成配置對(duì)應(yīng)的采集點(diǎn)即可完成數(shù)據(jù)采集。

（四）報(bào)表、曲線及報(bào)警展示。由于本項(xiàng)目中涉及各類(lèi)生產(chǎn)參數(shù)較多如：進(jìn)水出水指標(biāo)中的瞬時(shí)流量值、PH值、流量累計(jì)值、濁度值、氨氮值、COD 值、總磷值以及在曝氣、加藥、深度處理等工藝過(guò)程中所需的溶解氧值、液位值、ORP 值等。以上各類(lèi)參數(shù)為滿足生產(chǎn)管理等需求在畫(huà)面相應(yīng)設(shè)備工藝段處展示時(shí)的同時(shí)和需要完成生產(chǎn)報(bào)表、曲線查詢、報(bào)警提醒等功能。

曲線查詢時(shí)只需要通過(guò)曲線控件即可完成所需變量的曲線查看，同時(shí)還具有實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線與歷史趨勢(shì)曲線進(jìn)行轉(zhuǎn)換的功能，用戶可以更具需求進(jìn)行個(gè)性化定制化查詢。在報(bào)警功能中除了常用的報(bào)警控件可以在畫(huà)面中進(jìn)行提示還可以添加語(yǔ)音播報(bào)功能，可在報(bào)警發(fā)生時(shí)播報(bào)報(bào)警值、報(bào)警時(shí)間等信息。在報(bào)表開(kāi)發(fā)時(shí)用戶需要定制的報(bào)表較為復(fù)雜時(shí)則可以通過(guò)控件腳本實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

虹橋再生水廠自投運(yùn)以來(lái)，此套中央監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。King SCADA作為一款國(guó)產(chǎn)工控軟件其對(duì)工程開(kāi)發(fā)人員擁有較為友好的開(kāi)發(fā)環(huán)境、簡(jiǎn)便的操作、靈活的腳本支持環(huán)境已經(jīng)有了很大的進(jìn)步。雖然與國(guó)外先進(jìn)工控軟件還有較大差距但在以上這些方面已經(jīng)有了明顯改善。通過(guò)這次的實(shí)際應(yīng)用在明顯提高開(kāi)發(fā)效率的同時(shí)，也為業(yè)主提供了一套完善好用的中控監(jiān)控系統(tǒng)，提高了生產(chǎn)管理人員的工作效率方便了生產(chǎn)管理。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：宮新成、1993年生、男、電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)、本科、研究方向：自動(dòng)化控制