污水處理自動化體系的作用

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1污水自動控制系統結構

污水處理廠自控系統通常由污水廠與廠外泵站兩部分組成。污水處理自動化系統的核心是監控系統的PLC與通訊網絡，其性能對于污水處理自動化系統具有決定性作用，PLC與通訊網絡的選擇要符合污水處理自動化實際監控需求，這是確保污水處理自動化系統性能的關鍵。

1.1通信網絡

國內污水處理自動化系統結構通常采用監控總中心、區域監控分中心與監控站三級管理體制。監控站由于不能直接控制污水處理廠的外場設備，所以工程界通常把監控系統劃按系統結構劃分為信息層、控制層與設備層三層。信息層主要承擔不同廠家設備間的信息傳輸，目前常用工業以太網作為信息網絡，而且目前絕大部分PLC廠商都支持該網絡，并基于原有的TCP/IP協議基礎上研發出更高實時性的產品。因Eth－ernet具有的高信息量優勢，在污水處理廠自動化系統中各個控制分站與監控中心的大量數據傳輸主要通過以太網實現。控制層主要基于現場總線構成的隧道區域控制器網絡，由于選用標準總線進行組網，不僅在通信中具有較好的實時性，接口還兼容標準的開放協議，可在總線上很容易連接外場設備，便于監控系統擴展。目前污水處理廠自動化系統中主要應用LonWorks、Con－trollerLink、Inetrtbus等總線，由于其傳輸高速、可靠性高，能夠滿足PLC與計算機、PLC之間及其它設備間進行大量數據高速傳輸。為提高系統可靠性，控制層網絡多采用線纜和光纖作為傳輸介質的環網結構。設備層通常通過DeviceNet、Modbus等總線進行現場設備與PLC、遠程I/O端口及儀表間的通訊，DeviceNet由于已成為業界標準總線而被廣泛應用。

近來年由于以太網應用的廣泛而使人們更關注現場總線，以太網最終能否取代現場總線一直爭論不休。畢竟在某些主要性能指標上現場總線有明顯優勢。以太網的CSMA/CD訪問方式本質上沒有現場總線所采用的令牌環和令牌總線訪問方式的實時性高，因此協議封裝、分時訪問控制等方式還不能實現本質改變。目前的技術還不夠成熟，比較穩妥的方法是將現場總線應用于控制層。隨著以太網技術的發展，在不遠的將來在控制層上還是有可能取代現場總線的。

1.2監控分中心及上位監控軟件

監控分中心通常設置多臺工控機用于水廠調度系統、加氯間、濾站、送水泵房等監控，實現污水廠內設備狀態顯示、自動控制、分析報表等工作。而且還設置多臺服務器實現與監控中心的通訊。

1.3選擇PLC

污水處理自動控制系統要求PLC有更高的性能，首先，PLC也是污水處理自動控制系統的控制器核心，要具有穩定可靠的優勢，能夠預處理數據并進行集中傳輸，故障保護能力較高；第二，控制分站中的控制器要具有能夠獨立控制分區各項任務的能力，當監控站或者監控中心意外停止運行時，相鄰區域控制器也可以進行數據信息交換；第三，某控制站中的控制量如發生變化，就要按預定方案采取適宜措施，對相關區域設備進行相應調整。所以，一定要具有實現集中或獨立工作方式，特別是可以在獨立控制時實現與相鄰控制器進行數據交換數據采集存儲處理、容錯等功能模塊。對整個監控系統性能及運營周期等因素綜合考慮后選擇適宜的設備，特別在氣候環境條件惡劣情況下以及相對規模較大的污水處理廠，一定要選用如Schneider的2Quantom系列等性能更高的雙機熱備冗余PLC。

通常環境下或規模相對較小的污水處理廠，一般多采用Quan－tom140系列標準機型作為現場控制器，對工業以太網與多種現場總線的支持性、系統開放性及兼容性都較好，采用遠程智能分布式結構控制方式，能夠滿足污水處理自動控制系統對信號處理的不同要求。

2結束語

綜上所述，國內污水處理廠的自動化系統設計實施正在發展過程中，系統設計、結構等方面還有待于進一步完善，污水處理自動化系統在技術發展中也不斷進行完善。在系統實際應用中，不僅要兼顧系統的可靠、穩定與可控，使系統具有技術先進、經濟與可擴展等特點，便于操作維護；而且，不同區域由于客觀條件各異，而對系統合理集成方式、網絡拓撲結構等方面在管理上都有不同的要求，力求將系統先進性、穩定性、可靠性及經濟性相結合；系統設計上不僅要涉及系統規模與設計方法，還要兼顧新技術應用，使系統不僅技術先進而且具有實用價值；系統結構通常采用分布式總線控制方式，如Profibus等主從式結構的現場總線因系統可靠性受到一定制約，不適合全分布式現場總線控制，未來發展趨勢將采用對等自愈網絡進行解決；國內很多污水處理廠監控還存在監強控弱現象，有效利用好各種控制信息，對于污水處理廠要針對不同現象，采用不同方式進行合理控制并逐步完善，使污水處理廠自動化系統的建設更加符合實際需要。

作者：王文東單位：鐵嶺泓源大禹城市污水處理有限公司