田夏

摘要：本文在介紹了污水處理廠自動控制系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝及主要設(shè)備機(jī)械電氣特性的基礎(chǔ)上，對在控制系統(tǒng)設(shè)計中如何充分利用現(xiàn)代控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和智能儀表使城市污水處理自動控制系統(tǒng)達(dá)到國際先進(jìn)水平進(jìn)行了較深入的研究。論文充分考慮了成本、維護(hù)可靠性和先進(jìn)性等諸多因素，提出了基于PROFIBUS現(xiàn)場總線的污水處理自動控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案，設(shè)計出污水處理廠自動控制系統(tǒng)的構(gòu)成和PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)配置方案。

關(guān)鍵詞：污水處理，現(xiàn)場總線，PLC控制，PROFIBUS

1 引言

水，是人類生存、養(yǎng)息、發(fā)展的根本條件。然而，隨著人類的發(fā)展，水資源越來越不能滿足人類發(fā)展的需要，主要表現(xiàn)為可供水資源量不足和環(huán)境污染導(dǎo)致水質(zhì)惡化這兩方面。隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，政府部門越來越重視到環(huán)境在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的分量，要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，就必須要解決在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中造成的環(huán)境污染問題，而水環(huán)境的整治又是重中之重?？梢灶A(yù)見污水、廢水的處理將是我們一直面臨并一定要解決的重要問題。

2 污水處理的方法

污水處理的任務(wù)是采用各種技術(shù)措施將水中所含有的各種形態(tài)的污染物分離出來或?qū)⑵浞纸狻⑥D(zhuǎn)化為無害和穩(wěn)定的物質(zhì)，使廢水得到凈化?，F(xiàn)代污水處理技術(shù)，按其作用原理和去除的對象可分為物理法、化學(xué)法和生物法。

3 背景

本論文首先介紹了現(xiàn)場總線的發(fā)展以及分析了PROFIBUS現(xiàn)場總線技術(shù)，并把新建污水處理廠自動控制系統(tǒng)作為研究背景，研究與討論了整個控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。論文包括實(shí)現(xiàn)污水處理工藝流程中的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的在線檢測，記錄設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和過程，分析參數(shù)的變化趨勢，及時發(fā)布和預(yù)報運(yùn)行情況，實(shí)施診斷和報警，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，可直觀指導(dǎo)、方便操作人員管理生產(chǎn)工藝的全過程。

4 主要工作

（1）PLC控制系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)了對整個污水處理廠大部分設(shè)備的控制和一些監(jiān)控信息的采集，使之能夠完成各種生產(chǎn)工藝。對多樣化的污水處理工藝設(shè)備，如泵站系統(tǒng)、生物處理系統(tǒng)和排泥設(shè)備，能夠根據(jù)實(shí)時處理情況和要求，控制設(shè)備的啟停和工作強(qiáng)度，達(dá)到設(shè)備的最優(yōu)化調(diào)度，節(jié)約藥劑的投加量，保證處理效果。通過網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)將上下位機(jī)之間連接起來，使現(xiàn)場控制站數(shù)據(jù)能正確、及時地反映在上位機(jī)上，而上位機(jī)的控制信號也能及時傳達(dá)到下位機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

①可通過選擇SIMEN TIC工業(yè)軟件中的軟件產(chǎn)品進(jìn)行擴(kuò)展;

②為功能模板和通訊處理器賦值參數(shù);

③強(qiáng)制和多處理器模式;

④全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊;

⑤使用通訊功能塊的事件驅(qū)動數(shù)據(jù)傳送;

⑥組態(tài)連接。

（2） 監(jiān)控系統(tǒng)：監(jiān)控系統(tǒng)主要是讀取PLC控制系統(tǒng)采集的現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)，以直觀的形式反饋給用戶。用戶可以根據(jù)這些信息，做出相應(yīng)的選擇，與PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行通信。項目采用W工NCC監(jiān)控軟件，并設(shè)計了監(jiān)控應(yīng)用程序來采集現(xiàn)場信息。該監(jiān)控應(yīng)用軟件具有如下功能：可以給予用戶或用戶組不同的操作權(quán)限;可以生動的顯示整個污水處理廠的工藝流程圖和各工藝單元流程圖，并在圖上選擇彈出多級細(xì)部詳圖;可以通過按鈕、開關(guān)、信號燈、顏色等動態(tài)地顯示數(shù)據(jù)：可以對整個自控系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行設(shè)置與調(diào)整;當(dāng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的某部分出現(xiàn)異常，可以自動以醒目的消息框、顏色、聲音等向操作員報告故障類型、原因、現(xiàn)象等。

5 結(jié)語

城市污水處理系統(tǒng)的社會效益巨大，現(xiàn)場總線技術(shù)在污水處理廠控制系統(tǒng)中的使用，實(shí)現(xiàn)污水處理工藝的半自動、全自動監(jiān)控，提高污水處理廠的技術(shù)管理水平，合理使用和配置處理設(shè)施（設(shè)備），具有非常現(xiàn)實(shí)的意義。提高了系統(tǒng)的可靠性，增強(qiáng)了現(xiàn)場控制的靈活性，降低現(xiàn)場儀表初裝費(fèi)和設(shè)計施工費(fèi)用，減少電纜敷設(shè)，而且很好的解決了整個自控系統(tǒng)信息交換的問題，在濟(jì)源市新建污水處理廠的具體應(yīng)用取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

本系統(tǒng)在設(shè)計的過程中充分吸取了當(dāng)今大公司對工業(yè)自動控制領(lǐng)域新的理念，研究了其全新的工業(yè)自動化產(chǎn)品和技術(shù)，并結(jié)合了本系統(tǒng)的實(shí)際，對其進(jìn)行創(chuàng)新。努力把其設(shè)計成為一個合理的自動化控制系統(tǒng)。

要實(shí)現(xiàn)污水處理廠的完全自動化，并且整個系統(tǒng)在最優(yōu)狀態(tài)運(yùn)行，還有許多艱巨的工作要做，本文作者只是做了其中的一部分。希望隨著控制理論的不斷發(fā)展和完善，隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，能夠有更先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用于污水處理控制實(shí)踐中，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，為全社會、全人類造福。

環(huán)境保護(hù)是我國的基本國策，隨著國家環(huán)境保護(hù)政策與法規(guī)的不斷健全，全民環(huán)保意識的增強(qiáng)，對環(huán)境保護(hù)要求更加嚴(yán)格，工業(yè)廢水、生活污水都要進(jìn)行處理，達(dá)標(biāo)后才能循環(huán)使用或排放。在現(xiàn)代的廢水凈化中，自動化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)工藝要求、維持設(shè)備正常運(yùn)行、提高工作效率的重要保證。正如人的神經(jīng)系統(tǒng)一樣，將工藝、設(shè)備連成一個統(tǒng)一的整體，協(xié)調(diào)運(yùn)行。隨著工廠自動化管理和工廠自動化生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展，以及污水處理工藝的口益復(fù)雜性，全方位的實(shí)現(xiàn)自動化的污水處理必然是一個發(fā)展的趨勢。

參考文獻(xiàn)：

[1]土凱軍，賈立敏.城市污水生物處理新技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2009年

[2]錢孟康.歐美城市給水處理技術(shù)考察和比較[J].給水排水.2016 C4）：第27卷

[3]土洪臣.城市污水處理廠運(yùn)行控制和維護(hù)管理[M].北京：科學(xué)出版社.1997年

[4]孫德輝.可編程序控制器原理及應(yīng)用（第1版）[M].北京：中國水利水電出版社.1999年

[5]袁任光.可編程序控制器選用手冊（第1版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2008年

[6]廖常初.PLC編程及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2009年

[7]李嵐.PLC在化學(xué)工廠污水處理中的應(yīng)用[J].制造業(yè)白動化.2015，24 C3） ：57-58

[8]陽憲惠.現(xiàn)場總線技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社.1999年

[9]SIEMEN S.用于自動控制系統(tǒng)的工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)（綜述）[Z].2015年12月

[10]SIEMENS.SIMATIC NET網(wǎng)絡(luò)解決方案（產(chǎn)品簡介）[Z].2016年10月