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【摘 要】随着国民经济的发展和人口数量的增大，资源再利用、可持续发展的节约型社会成为社会发展的趋势。大批污水处理厂的建立，把生活废水处理后满足工业生产、农作物灌溉等用水需求。通过浅谈基于PLC的DCS控制系统在污水处理厂中的应用，不断探索新的科学技术，提高水资源的循环利用能力。
【关键词】PLC；DCS控制系统；污水处理；技术应用
污水处理是根据生产工艺、设备材质、水质条件，采用相应处理方法的较为复杂的系统工程。基于PLC的DSC控制系统广泛应用于污水处理，改善水质，提高水质，达到循环使用水资源的目的。
1.生产工艺简介
根据不同性质的行业对其污水处理的工艺要求，一般采用厌氧---缺氧---好氧生化处理法。基于PLC的DCS控制系统是工控机显示工艺流程、报警信号等为上位机，PLC控制为下位机，控制仪表等设备为现场控制单元的污水处理控制系统。
2.DCS控制系统选型及硬件配置
2.1 DCS系统的选型
制药厂污水处理采用的是生化法，在工程设计中应用基于PLC的DSC控制系统自动完成水处理的全过程控制。
2.2基于PLC的DCS系统
传统的DCS实现连续物理量的监视和调节，是针对流程工业的仪表控制系统发展起来的；PLC是针对传统的继电器控制系统而发展起来的，主要功能是实现开关量的逻辑控制。随着应用规模的扩大，现在已经形成多台PLC相连的较大控制系统。单台PLC控制系统与多台PLC控制系统有所区别。在网络上连接在线的通用计算机，实现系统组态、编程和下装以及在线监视被控过程的状态。在PLC中增加模拟量I/O接口和数值计算功能，可以完成逻辑控制和模拟监测、控制和混合控制的功能。把专用网络改为通用网络，使PLC和其他计算机系统集成组成大型的控制系统。
2.3 AC500系统简介
由CPU、通讯模块、CPU底板、I/O模块和端子板、FBP接口模块和端子板、CPU底板等组成。CPU的PM571、PM581和PM591三个不同等级均带有LCD显示、操作按键、SD卡的扩展口和集成串行通讯口。CPU可直接插在选择集成以太网或者ARCNET网络接口的CPU底板上。CPU上除了有集成的通讯接口外，还有扩展4个扩展通讯接口。这4个通讯接口可扩展为任意的标准总线协议。输入/输出模块有模拟量和开关量两大种类。CPU本地和通过FBP分布式扩展的子站，可最大扩展到7个输入/输出模块。每个输入/输出模块均可直接插到端子板上AC500ControlBuilder编程可支持功能块（FBD）、语句表（IL）、梯形图（LD）、结构文本（ST）、顺控图（SFC）五种不同的编程语言这套软件可完成AC500系统包括所有总线接口的全部设置，并且还有全面的自诊断功能、报警处理、可视化调试工具和开放的数据接口。
2.4污水处理厂DCS系统配置及构成
根据工艺流程、控制点、现场设备的安装地理环境，设计人员一般采用先进的管理控制技术，包括控制层、监控层、管理层三层进行有效得检测和控制。控制层是指用可编程控制器作为底层控制中心，分别对排污设备、监测点控制、检测，采集信息。PLC是以微型计算机为核心，集电控、电议、电传为一体的工业控制装置，成为现代工业三大支柱之一。PLC网络和个人计算机连接，可以向用户提供工艺流程图显示、动态数据画面显示、报表编制、趋势图生成、窗口技术以及生产管理等内容，实现一台或多台计算机对PLC进行监控、管理，它以功能强、可靠性高、适应性好、模块化结构等优点在工业控制中得到了广泛的应用。随着计算机科技的发展，PLC已经发展成为集各种控制、运算、通信为一体的功能强大的控制器。在泵房内设有控制室作为监控层。监控层带有视频监控，监控整个泵房内每台泵和格栅机的运行状态；由PLC模拟输入模块进行数据采集，实行监控处理过程；同时将信息上传污水处理监控中心，污水处理监控中心指令下传各PLC控制器，再由PLC控制各个设备。管理层在污水处理厂远程监控中心进行。所有采集的数据通过虚拟局域网远程通信传输到监控层桌面个人计算机，再通过RS232通信模块发送控制命令给PLC，完成水泵的启动和停止控制。
3.自控系统功能
3.1监控软件
在windows2000操作系统上，以S7—300PLC为主控器、step7为控制器编程软件、Simatic Wincc6.0+SQL SERVER2000为上位机组态监控软件的二次开发组态形成部分自动控制系统，MACSV DCS形成另一部分自动控制系统，从而组合形成企业一体化系统网络结构。 DCS、PLC等设备并入企业网和INTERNET过程中，OPC技术是解决这一关键问题广泛采用的技术手段。
3.2控制方式
DSC控制系统主要从电气部分、PLC程序开发、上位机监控软件开发三个部分进行污水处理自动控制。整个控制系统分为现场级、控制级、管理级三个级别，工程强大、运行可靠、操作方便。集中控制各个分站设备的运行状态，手机现场数据；接受管理层设置的参数或命令，控制污水处理生产过程，将运行过程中的主要工作参数、运行状态等信息输送到管理层。控制系统除了能够完成基本功能，还具有控制操作、显示功能、数据管理、报警功能、打印功能等。操作人员在中心控制室实时控制被控设备；用图形实时显示各个现场被控设备的运行工况；根据不同运行参数的变化快慢和重要程度，建立生产历史数据库；某一模拟量测量值超过给定范围或某一开关量阀发生变位发出不同等级的报警；打印报表和图形。
4.工程效果
某污染处理厂采用分级分布式计算机控制系统，对工艺过程进行集中管理、分散控制。设计人员利用电信的虚拟专用网络VPN作为整个系统的通讯网络，满足不限距离、不限泵站和水池数量的要求，所有的控制和看管工作均由PLC和计算机远程自动完成。该系统实现了客户端操作，使客户端机器协调工作，提高整个排污系统的工作效率。整个系统运行中，节省大量资金，减少人员编制，提高管理，具有很大的经济效益和社会效益。
根据污水来源分为生活污水、工业废水、农业污水和医疗污水四类。污水处理工艺上包含曝气生物滤池、SPR、A/O法、MBFB膜生物等。沈阳新华根据提供不同工艺下的污水处理过程，设计自动化控制系统解决方案和模块化结构。此污水处理系统具有调试简单、操作方便、使用安全、效率高、故障率低，污水处理效果好、便于操作与维护等优势。
SBR污水处理厂的自动控制系统由三级分布式控制系统组成。监控管理，通过中央控制室的操作站完成。选用工控计算机，以TCP/IP工业以太网与PLC系统通讯， 实时监视全厂工艺参数变化、设备运行、故障发生等情况，同时负责日常报表打印、事故打印和数据记录等。过程控制，按场区配置分站，以AC500PLC系统作为现场控制核心，通过CS31网与所属分布I/O通讯对流量、液位、pH值、电机等参数进行采集、控制，由现场的各分系统或成套设备的控制系统实现。单机就地控制采用ABB公司的AC31系列产品组成分布I/O，采集现场参数，并且执行上一级PLC主站的控制命令，通过现场电气控制系统完成。
5.总结
PLC控制系统满足污水生产工艺的要求，避免功能浪费、降低系统造价，便于调试和维护，成为编程语言和系统结构统一性的控制器。在计算机科学不断地发展的同时，科研人员不断提高污水处理系统的功能，扩大污水处理系统技术的应用。
【参考文献】
[1]谢彤著.DCS控制系统运行与维护.北京理工大学出版社，2012，08.
[2]王常力，罗安著.分布式控制系统（DCS）设计与应用实例.电子工业出版社，2004，01.
[3]凌志浩著.DCS与现场总线控制系统.华东理工大学出版社，2008，09.
【关键词】PLC；DCS控制系统；污水处理；技术应用
污水处理是根据生产工艺、设备材质、水质条件，采用相应处理方法的较为复杂的系统工程。基于PLC的DSC控制系统广泛应用于污水处理，改善水质，提高水质，达到循环使用水资源的目的。
1.生产工艺简介
根据不同性质的行业对其污水处理的工艺要求，一般采用厌氧---缺氧---好氧生化处理法。基于PLC的DCS控制系统是工控机显示工艺流程、报警信号等为上位机，PLC控制为下位机，控制仪表等设备为现场控制单元的污水处理控制系统。
2.DCS控制系统选型及硬件配置
2.1 DCS系统的选型
制药厂污水处理采用的是生化法，在工程设计中应用基于PLC的DSC控制系统自动完成水处理的全过程控制。
2.2基于PLC的DCS系统
传统的DCS实现连续物理量的监视和调节，是针对流程工业的仪表控制系统发展起来的；PLC是针对传统的继电器控制系统而发展起来的，主要功能是实现开关量的逻辑控制。随着应用规模的扩大，现在已经形成多台PLC相连的较大控制系统。单台PLC控制系统与多台PLC控制系统有所区别。在网络上连接在线的通用计算机，实现系统组态、编程和下装以及在线监视被控过程的状态。在PLC中增加模拟量I/O接口和数值计算功能，可以完成逻辑控制和模拟监测、控制和混合控制的功能。把专用网络改为通用网络，使PLC和其他计算机系统集成组成大型的控制系统。
2.3 AC500系统简介
由CPU、通讯模块、CPU底板、I/O模块和端子板、FBP接口模块和端子板、CPU底板等组成。CPU的PM571、PM581和PM591三个不同等级均带有LCD显示、操作按键、SD卡的扩展口和集成串行通讯口。CPU可直接插在选择集成以太网或者ARCNET网络接口的CPU底板上。CPU上除了有集成的通讯接口外，还有扩展4个扩展通讯接口。这4个通讯接口可扩展为任意的标准总线协议。输入/输出模块有模拟量和开关量两大种类。CPU本地和通过FBP分布式扩展的子站，可最大扩展到7个输入/输出模块。每个输入/输出模块均可直接插到端子板上AC500ControlBuilder编程可支持功能块（FBD）、语句表（IL）、梯形图（LD）、结构文本（ST）、顺控图（SFC）五种不同的编程语言这套软件可完成AC500系统包括所有总线接口的全部设置，并且还有全面的自诊断功能、报警处理、可视化调试工具和开放的数据接口。
2.4污水处理厂DCS系统配置及构成
根据工艺流程、控制点、现场设备的安装地理环境，设计人员一般采用先进的管理控制技术，包括控制层、监控层、管理层三层进行有效得检测和控制。控制层是指用可编程控制器作为底层控制中心，分别对排污设备、监测点控制、检测，采集信息。PLC是以微型计算机为核心，集电控、电议、电传为一体的工业控制装置，成为现代工业三大支柱之一。PLC网络和个人计算机连接，可以向用户提供工艺流程图显示、动态数据画面显示、报表编制、趋势图生成、窗口技术以及生产管理等内容，实现一台或多台计算机对PLC进行监控、管理，它以功能强、可靠性高、适应性好、模块化结构等优点在工业控制中得到了广泛的应用。随着计算机科技的发展，PLC已经发展成为集各种控制、运算、通信为一体的功能强大的控制器。在泵房内设有控制室作为监控层。监控层带有视频监控，监控整个泵房内每台泵和格栅机的运行状态；由PLC模拟输入模块进行数据采集，实行监控处理过程；同时将信息上传污水处理监控中心，污水处理监控中心指令下传各PLC控制器，再由PLC控制各个设备。管理层在污水处理厂远程监控中心进行。所有采集的数据通过虚拟局域网远程通信传输到监控层桌面个人计算机，再通过RS232通信模块发送控制命令给PLC，完成水泵的启动和停止控制。
3.自控系统功能
3.1监控软件
在windows2000操作系统上，以S7—300PLC为主控器、step7为控制器编程软件、Simatic Wincc6.0+SQL SERVER2000为上位机组态监控软件的二次开发组态形成部分自动控制系统，MACSV DCS形成另一部分自动控制系统，从而组合形成企业一体化系统网络结构。 DCS、PLC等设备并入企业网和INTERNET过程中，OPC技术是解决这一关键问题广泛采用的技术手段。
3.2控制方式
DSC控制系统主要从电气部分、PLC程序开发、上位机监控软件开发三个部分进行污水处理自动控制。整个控制系统分为现场级、控制级、管理级三个级别，工程强大、运行可靠、操作方便。集中控制各个分站设备的运行状态，手机现场数据；接受管理层设置的参数或命令，控制污水处理生产过程，将运行过程中的主要工作参数、运行状态等信息输送到管理层。控制系统除了能够完成基本功能，还具有控制操作、显示功能、数据管理、报警功能、打印功能等。操作人员在中心控制室实时控制被控设备；用图形实时显示各个现场被控设备的运行工况；根据不同运行参数的变化快慢和重要程度，建立生产历史数据库；某一模拟量测量值超过给定范围或某一开关量阀发生变位发出不同等级的报警；打印报表和图形。
4.工程效果
某污染处理厂采用分级分布式计算机控制系统，对工艺过程进行集中管理、分散控制。设计人员利用电信的虚拟专用网络VPN作为整个系统的通讯网络，满足不限距离、不限泵站和水池数量的要求，所有的控制和看管工作均由PLC和计算机远程自动完成。该系统实现了客户端操作，使客户端机器协调工作，提高整个排污系统的工作效率。整个系统运行中，节省大量资金，减少人员编制，提高管理，具有很大的经济效益和社会效益。
根据污水来源分为生活污水、工业废水、农业污水和医疗污水四类。污水处理工艺上包含曝气生物滤池、SPR、A/O法、MBFB膜生物等。沈阳新华根据提供不同工艺下的污水处理过程，设计自动化控制系统解决方案和模块化结构。此污水处理系统具有调试简单、操作方便、使用安全、效率高、故障率低，污水处理效果好、便于操作与维护等优势。
SBR污水处理厂的自动控制系统由三级分布式控制系统组成。监控管理，通过中央控制室的操作站完成。选用工控计算机，以TCP/IP工业以太网与PLC系统通讯， 实时监视全厂工艺参数变化、设备运行、故障发生等情况，同时负责日常报表打印、事故打印和数据记录等。过程控制，按场区配置分站，以AC500PLC系统作为现场控制核心，通过CS31网与所属分布I/O通讯对流量、液位、pH值、电机等参数进行采集、控制，由现场的各分系统或成套设备的控制系统实现。单机就地控制采用ABB公司的AC31系列产品组成分布I/O，采集现场参数，并且执行上一级PLC主站的控制命令，通过现场电气控制系统完成。
5.总结
PLC控制系统满足污水生产工艺的要求，避免功能浪费、降低系统造价，便于调试和维护，成为编程语言和系统结构统一性的控制器。在计算机科学不断地发展的同时，科研人员不断提高污水处理系统的功能，扩大污水处理系统技术的应用。
【参考文献】
[1]谢彤著.DCS控制系统运行与维护.北京理工大学出版社，2012，08.
[2]王常力，罗安著.分布式控制系统（DCS）设计与应用实例.电子工业出版社，2004，01.
[3]凌志浩著.DCS与现场总线控制系统.华东理工大学出版社，2008，09.