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摘要：城市生活污水处理作为国内近些一种新兴行业，要求自动化程度高，运行可靠，维护成本低，降低运行费用，PLC广泛的应用，在污水处理自动控制中能充分发挥其作用，中山市作为国家卫生模范城市，在1998年投入运行的污水处理自控设施较为先进，值得借鉴。
关键词：PLC；污水处理；功能；应用
Abstract: urban sewage treatment in domestic in recent an emerging industry, demand a high degree of automation, reliable operation, maintenance costs low, reduce the operating cost, the PLC is widely used in sewage treatment automatic control, can give full play to its function, Zhongshan city as a national health model city, in 1998 into the operation of the sewage treatment automatic control facilities is relatively advanced, be worth to draw lessons from.
Keywords: PLC; Sewage treatment; Function; application
中图分类号： X5 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
引言
随着日益增强的环保意识，“三废”的处理是当今环保的主要课题。其中，城市生活污水的处理，是近几年在大中城市对改善环境面临的主要问题之一。中山市作为全国卫生及环保模范城市，在生活及污水处理方面起步较早，起点较高，已建成的净水一厂一期日处理量为10万吨每天的工程，在国内污水处理行业中，自动控制程度处比较为领先的地位。建厂投产以来，多次接待各级领导及同行业人士的参观、考察。受到上级领导及同行的肯定。城市生活污水处理作为国内一种新兴行业，对工程的建设者们是一个考验，经过分析、论证及参照国内外同行经验，净水一厂控制系统选用了在水处理比较先进的，有经验的美国A—B公司PLC为核心的自动控制系统，通过几年运行证明，这套系统有比较高的实用性，运行可靠，故障率较低，现对该系统作些介绍。
一、PLC系统概述
要建立一个具有现代化规模的污水处理厂，它应具有先进性，实用性，可靠性以及操作简便性等特点，在整套系统中，应具备以下几个功能：
1、各单体或区域能自动控制；
2、各单体之间的信息自动交换；
3、处理过程中的信息监测，统计分析，运行记录，故障报警；
4、减少操作人员，实行无人化操作工厂。
近年以来，由于电子技术的发展，特别是微处理器和数字技术的发展已使可编程控制器的性能和功能有很大提高，当今的可编程控制器不但能完成复杂的逻辑控制功能，而且还能完成模拟量的处理，对过程变量可进行PID闭环控制。编程软件，通信及人机接口的功能也越来越完善。编程软件和用于人机接口的图形化软件都运行在标准的IBM-PC平台上，而通用的微机价格已很低，这就使整个系统有很好的经济性。为此，经过多家比较分析，采用美国A—B公司PLC—5系列可编程控制器的为核心控制系统，控制理念应达到现场手动控制，各单位自动控制及利用网络通讯实现信息和资源共享的中央控制。
二、系统的构成与分析
PLC控制系统具有多种构成方式，可以分散配置，也可集中配置。根据工艺要求，从预处理→氧化沟→终沉池→泥（其中清水由排放站排放）→污泥脱不间的工艺流程，系统配置如下：
因考虑系统工作的可靠性并使危险分散以及工艺的特点，将自动部分分为四个独立工作的控制站，以缩小故障的范围，减轻维护工作量。四个站代号分别为MCC1-2氧化沟，MCC3终沉池，MCC4污泥脱水间，MCC10预处理。并用四套PLC—5/30及外围设备，它们之间通过光纤与高速数据通讯网DH+网相连，以互传信息，共享资源，组成了一个性能可靠，功能完善的自控系统。
三、各个控制中心单体PLC的功能
根据需要，共设五个MCC，即MCC10，MCC1，MCC2，MCC3，MCC4，其中MCC2通过1771—ASB（远程I/O适配器模块）作为MCC1的远程终端，而其它均为独立的PLC。
MCC10：负责取水泵，细格栅，明渠流量計，沉砂池，洗砂机等输入/输出；
MCC1：以作为其远程的输入/输出的MCC2，负责厌氧搅拌器，缺氧搅拌器，曝气机堰门，含氧测定的输入/输出；
MCC3：主要负责四个终沉池，回流污泥泵，浮渣泵，放空污泥的输入/输出；
MCC4：主要负责带式浓缩机，污泥脱水机，絮凝剂投加系统的输入/输出；
四、硬件方面及软件方面的要求
硬件方面，利用光纤传输，增强信号传输中的搞干扰性，采用PLC—5/30型号，具有抗干扰性的DH+网，系统能在20度至140度，相对湿度百分之0至95环境中工作，对外界噪声如电磁波等的搞干扰性强。整个系统具有很好的稳定性和可靠性。在输入，输出模块中，输入，输出点均有百分之二十的余量以备扩展。数字量采用220V/50HZ的信号，模拟量采用4至20mA，1—5V直流信号，提供输入，输出状态指示（用指示灯），每个PLC采用独立的电源，避免干扰。上位机由两台IBM—PC微机作工作站，一用一备用也可同时用构成，两台打印机。各个站点都有能控制的显示控制器，各个设备的状态都有相应的颜色显示。
控制核心PLC—5/30的技术性能介绍：
1、支持多种编程语言；
梯形图，顺序功能图，以及结构文本编程；
2、强有力的程序控制特性；
16个主控程序基于时间和事件驱动的处理中断子程序，PID算法；
3、通用指令；
包括基本和扩展的ASCII字符串指令和增强的运算功能；
4、内置的通讯能力；
RS—232/422/423，DH+，远程I/O通讯能力最大3048米；
5、扫描速度；
0.5ms/k位逻辑最大2ms/k；
6、I/O总数；
1024任意混合或1024输入+1024输出互补。
软件方面，本系统软件主要有两大部分：上位机监控软件和下位机PLC软件，上位机中央工作站采用A—B公司的RS32工具软件在WindowsNT的环境下开发的，在Runtime运行软件下实现对下位机进行监控，可实现对PLC程序的加载与卸载，改变设置点，图形化界面的手动控制，图形显示/生成，报警等。下位机PLC的编程用A—B公司的6200梯形图编程软件，PLC其主要有三部分组成：顺序逻辑控制，模拟量的采集及PID调节控制。本系统将提供梯形图格式，完成所有控制，编程终端将提供在线和离线的编程方式，程序诊断，文件传输及加载/卸载功能，并存取输入及输出状态信息。
五、信号的传输
该系统信号的传输包括：
1、单体设备与PLC的信号传输：通过控制线传输；
2、PLC与单体panelview 的信号传输：通过蓝色信号传输电缆传输；
3、Panelview与中央控制室工作站的传输；通过光纤传输。
即：MCC（马达控制中心）→ TERM → PLC →DH+→ Panelview →光纤 → 中控室工作站，其关系如图：
六、中央控制室构成与功能简介
中控室是无人化操作的核心，在分散控制的同时，各单体设备也能集中于中央控制。中央控制室由兩台中心控制工作站，两台打印机，两台VGA，UPS等构成，一用一备用，实现冗余设计，提高可靠性。工作站基本于Windows（NT）操作系统，在工作站中利用通讯连接软件通过1784—KT卡，实现对DH+网上的PLC进行监控和管理，利用1784—PCMK卡及6200系列软件实现便携式编程终端对PLC进行编程。上位机控制及管理原理图如下：
1771—AF1为A—B公司的光电转换器，其功能是实现DH+信号与光纤中传输的光纤信号的相互转换，其使用的光波波长为820nm，中控室具有如下功能：
1、图象显示
能形象地实时，动态显示某些重要参数的变化情况；
2、控制操作功能
在中央控制室能对全厂任何一台设备进行控制，对各区域PLC的参数进行设定，修改，具有良好的人机界面，控制命令均有中文显示；
3、数据管理功能
建立数据库，存储生产原始数据，供统计分析用；
4、数据处理功能
计算生产指标利用在线数据及数据库中数据；
5、报表的输出/打印功能
6、报警功能
某一设备异常，会出声光报警，显示报警信息及画面，并记录报警数据库中；
7、电力监察及仪表监测数据显示
结论
这套控制系统一次调试成功，从投入使用以来，安全可靠地运行，实现无人化操作工厂，它的成功运行，为我国正新兴的污水处理行业，提供一个良好的经验，为加快我国城市污水处理环境保护的步伐，做出较好的标榜。该项目的完成，为中山市环保事业做出了贡献，收到良好的社会效益。
关键词：PLC；污水处理；功能；应用
Abstract: urban sewage treatment in domestic in recent an emerging industry, demand a high degree of automation, reliable operation, maintenance costs low, reduce the operating cost, the PLC is widely used in sewage treatment automatic control, can give full play to its function, Zhongshan city as a national health model city, in 1998 into the operation of the sewage treatment automatic control facilities is relatively advanced, be worth to draw lessons from.
Keywords: PLC; Sewage treatment; Function; application
中图分类号： X5 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
引言
随着日益增强的环保意识，“三废”的处理是当今环保的主要课题。其中，城市生活污水的处理，是近几年在大中城市对改善环境面临的主要问题之一。中山市作为全国卫生及环保模范城市，在生活及污水处理方面起步较早，起点较高，已建成的净水一厂一期日处理量为10万吨每天的工程，在国内污水处理行业中，自动控制程度处比较为领先的地位。建厂投产以来，多次接待各级领导及同行业人士的参观、考察。受到上级领导及同行的肯定。城市生活污水处理作为国内一种新兴行业，对工程的建设者们是一个考验，经过分析、论证及参照国内外同行经验，净水一厂控制系统选用了在水处理比较先进的，有经验的美国A—B公司PLC为核心的自动控制系统，通过几年运行证明，这套系统有比较高的实用性，运行可靠，故障率较低，现对该系统作些介绍。
一、PLC系统概述
要建立一个具有现代化规模的污水处理厂，它应具有先进性，实用性，可靠性以及操作简便性等特点，在整套系统中，应具备以下几个功能：
1、各单体或区域能自动控制；
2、各单体之间的信息自动交换；
3、处理过程中的信息监测，统计分析，运行记录，故障报警；
4、减少操作人员，实行无人化操作工厂。
近年以来，由于电子技术的发展，特别是微处理器和数字技术的发展已使可编程控制器的性能和功能有很大提高，当今的可编程控制器不但能完成复杂的逻辑控制功能，而且还能完成模拟量的处理，对过程变量可进行PID闭环控制。编程软件，通信及人机接口的功能也越来越完善。编程软件和用于人机接口的图形化软件都运行在标准的IBM-PC平台上，而通用的微机价格已很低，这就使整个系统有很好的经济性。为此，经过多家比较分析，采用美国A—B公司PLC—5系列可编程控制器的为核心控制系统，控制理念应达到现场手动控制，各单位自动控制及利用网络通讯实现信息和资源共享的中央控制。
二、系统的构成与分析
PLC控制系统具有多种构成方式，可以分散配置，也可集中配置。根据工艺要求，从预处理→氧化沟→终沉池→泥（其中清水由排放站排放）→污泥脱不间的工艺流程，系统配置如下：
因考虑系统工作的可靠性并使危险分散以及工艺的特点，将自动部分分为四个独立工作的控制站，以缩小故障的范围，减轻维护工作量。四个站代号分别为MCC1-2氧化沟，MCC3终沉池，MCC4污泥脱水间，MCC10预处理。并用四套PLC—5/30及外围设备，它们之间通过光纤与高速数据通讯网DH+网相连，以互传信息，共享资源，组成了一个性能可靠，功能完善的自控系统。
三、各个控制中心单体PLC的功能
根据需要，共设五个MCC，即MCC10，MCC1，MCC2，MCC3，MCC4，其中MCC2通过1771—ASB（远程I/O适配器模块）作为MCC1的远程终端，而其它均为独立的PLC。
MCC10：负责取水泵，细格栅，明渠流量計，沉砂池，洗砂机等输入/输出；
MCC1：以作为其远程的输入/输出的MCC2，负责厌氧搅拌器，缺氧搅拌器，曝气机堰门，含氧测定的输入/输出；
MCC3：主要负责四个终沉池，回流污泥泵，浮渣泵，放空污泥的输入/输出；
MCC4：主要负责带式浓缩机，污泥脱水机，絮凝剂投加系统的输入/输出；
四、硬件方面及软件方面的要求
硬件方面，利用光纤传输，增强信号传输中的搞干扰性，采用PLC—5/30型号，具有抗干扰性的DH+网，系统能在20度至140度，相对湿度百分之0至95环境中工作，对外界噪声如电磁波等的搞干扰性强。整个系统具有很好的稳定性和可靠性。在输入，输出模块中，输入，输出点均有百分之二十的余量以备扩展。数字量采用220V/50HZ的信号，模拟量采用4至20mA，1—5V直流信号，提供输入，输出状态指示（用指示灯），每个PLC采用独立的电源，避免干扰。上位机由两台IBM—PC微机作工作站，一用一备用也可同时用构成，两台打印机。各个站点都有能控制的显示控制器，各个设备的状态都有相应的颜色显示。
控制核心PLC—5/30的技术性能介绍：
1、支持多种编程语言；
梯形图，顺序功能图，以及结构文本编程；
2、强有力的程序控制特性；
16个主控程序基于时间和事件驱动的处理中断子程序，PID算法；
3、通用指令；
包括基本和扩展的ASCII字符串指令和增强的运算功能；
4、内置的通讯能力；
RS—232/422/423，DH+，远程I/O通讯能力最大3048米；
5、扫描速度；
0.5ms/k位逻辑最大2ms/k；
6、I/O总数；
1024任意混合或1024输入+1024输出互补。
软件方面，本系统软件主要有两大部分：上位机监控软件和下位机PLC软件，上位机中央工作站采用A—B公司的RS32工具软件在WindowsNT的环境下开发的，在Runtime运行软件下实现对下位机进行监控，可实现对PLC程序的加载与卸载，改变设置点，图形化界面的手动控制，图形显示/生成，报警等。下位机PLC的编程用A—B公司的6200梯形图编程软件，PLC其主要有三部分组成：顺序逻辑控制，模拟量的采集及PID调节控制。本系统将提供梯形图格式，完成所有控制，编程终端将提供在线和离线的编程方式，程序诊断，文件传输及加载/卸载功能，并存取输入及输出状态信息。
五、信号的传输
该系统信号的传输包括：
1、单体设备与PLC的信号传输：通过控制线传输；
2、PLC与单体panelview 的信号传输：通过蓝色信号传输电缆传输；
3、Panelview与中央控制室工作站的传输；通过光纤传输。
即：MCC（马达控制中心）→ TERM → PLC →DH+→ Panelview →光纤 → 中控室工作站，其关系如图：
六、中央控制室构成与功能简介
中控室是无人化操作的核心，在分散控制的同时，各单体设备也能集中于中央控制。中央控制室由兩台中心控制工作站，两台打印机，两台VGA，UPS等构成，一用一备用，实现冗余设计，提高可靠性。工作站基本于Windows（NT）操作系统，在工作站中利用通讯连接软件通过1784—KT卡，实现对DH+网上的PLC进行监控和管理，利用1784—PCMK卡及6200系列软件实现便携式编程终端对PLC进行编程。上位机控制及管理原理图如下：
1771—AF1为A—B公司的光电转换器，其功能是实现DH+信号与光纤中传输的光纤信号的相互转换，其使用的光波波长为820nm，中控室具有如下功能：
1、图象显示
能形象地实时，动态显示某些重要参数的变化情况；
2、控制操作功能
在中央控制室能对全厂任何一台设备进行控制，对各区域PLC的参数进行设定，修改，具有良好的人机界面，控制命令均有中文显示；
3、数据管理功能
建立数据库，存储生产原始数据，供统计分析用；
4、数据处理功能
计算生产指标利用在线数据及数据库中数据；
5、报表的输出/打印功能
6、报警功能
某一设备异常，会出声光报警，显示报警信息及画面，并记录报警数据库中；
7、电力监察及仪表监测数据显示
结论
这套控制系统一次调试成功，从投入使用以来，安全可靠地运行，实现无人化操作工厂，它的成功运行，为我国正新兴的污水处理行业，提供一个良好的经验，为加快我国城市污水处理环境保护的步伐，做出较好的标榜。该项目的完成，为中山市环保事业做出了贡献，收到良好的社会效益。