污水处理自动化体系的作用

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1污水自动控制系统结构

污水处理厂自控系统通常由污水厂与厂外泵站两部分组成。污水处理自动化系统的核心是监控系统的PLC与通讯网络，其性能对于污水处理自动化系统具有决定性作用，PLC与通讯网络的选择要符合污水处理自动化实际监控需求，这是确保污水处理自动化系统性能的关键。

1.1通信网络

国内污水处理自动化系统结构通常采用监控总中心、区域监控分中心与监控站三级管理体制。监控站由于不能直接控制污水处理厂的外场设备，所以工程界通常把监控系统划按系统结构划分为信息层、控制层与设备层三层。信息层主要承担不同厂家设备间的信息传输，目前常用工业以太网作为信息网络，而且目前绝大部分PLC厂商都支持该网络，并基于原有的TCP/IP协议基础上研发出更高实时性的产品。因Eth－ernet具有的高信息量优势，在污水处理厂自动化系统中各个控制分站与监控中心的大量数据传输主要通过以太网实现。控制层主要基于现场总线构成的隧道区域控制器网络，由于选用标准总线进行组网，不仅在通信中具有较好的实时性，接口还兼容标准的开放协议，可在总线上很容易连接外场设备，便于监控系统扩展。目前污水处理厂自动化系统中主要应用LonWorks、Con－trollerLink、Inetrtbus等总线，由于其传输高速、可靠性高，能够满足PLC与计算机、PLC之间及其它设备间进行大量数据高速传输。为提高系统可靠性，控制层网络多采用线缆和光纤作为传输介质的环网结构。设备层通常通过DeviceNet、Modbus等总线进行现场设备与PLC、远程I/O端口及仪表间的通讯，DeviceNet由于已成为业界标准总线而被广泛应用。

近来年由于以太网应用的广泛而使人们更关注现场总线，以太网最终能否取代现场总线一直争论不休。毕竟在某些主要性能指标上现场总线有明显优势。以太网的CSMA/CD访问方式本质上没有现场总线所采用的令牌环和令牌总线访问方式的实时性高，因此协议封装、分时访问控制等方式还不能实现本质改变。目前的技术还不够成熟，比较稳妥的方法是将现场总线应用于控制层。随着以太网技术的发展，在不远的将来在控制层上还是有可能取代现场总线的。

1.2监控分中心及上位监控软件

监控分中心通常设置多台工控机用于水厂调度系统、加氯间、滤站、送水泵房等监控，实现污水厂内设备状态显示、自动控制、分析报表等工作。而且还设置多台服务器实现与监控中心的通讯。

1.3选择PLC

污水处理自动控制系统要求PLC有更高的性能，首先，PLC也是污水处理自动控制系统的控制器核心，要具有稳定可靠的优势，能够预处理数据并进行集中传输，故障保护能力较高；第二，控制分站中的控制器要具有能够独立控制分区各项任务的能力，当监控站或者监控中心意外停止运行时，相邻区域控制器也可以进行数据信息交换；第三，某控制站中的控制量如发生变化，就要按预定方案采取适宜措施，对相关区域设备进行相应调整。所以，一定要具有实现集中或独立工作方式，特别是可以在独立控制时实现与相邻控制器进行数据交换数据采集存储处理、容错等功能模块。对整个监控系统性能及运营周期等因素综合考虑后选择适宜的设备，特别在气候环境条件恶劣情况下以及相对规模较大的污水处理厂，一定要选用如Schneider的2Quantom系列等性能更高的双机热备冗余PLC。

通常环境下或规模相对较小的污水处理厂，一般多采用Quan－tom140系列标准机型作为现场控制器，对工业以太网与多种现场总线的支持性、系统开放性及兼容性都较好，采用远程智能分布式结构控制方式，能够满足污水处理自动控制系统对信号处理的不同要求。

2结束语

综上所述，国内污水处理厂的自动化系统设计实施正在发展过程中，系统设计、结构等方面还有待于进一步完善，污水处理自动化系统在技术发展中也不断进行完善。在系统实际应用中，不仅要兼顾系统的可靠、稳定与可控，使系统具有技术先进、经济与可扩展等特点，便于操作维护；而且，不同区域由于客观条件各异，而对系统合理集成方式、网络拓扑结构等方面在管理上都有不同的要求，力求将系统先进性、稳定性、可靠性及经济性相结合；系统设计上不仅要涉及系统规模与设计方法，还要兼顾新技术应用，使系统不仅技术先进而且具有实用价值；系统结构通常采用分布式总线控制方式，如Profibus等主从式结构的现场总线因系统可靠性受到一定制约，不适合全分布式现场总线控制，未来发展趋势将采用对等自愈网络进行解决；国内很多污水处理厂监控还存在监强控弱现象，有效利用好各种控制信息，对于污水处理厂要针对不同现象，采用不同方式进行合理控制并逐步完善，使污水处理厂自动化系统的建设更加符合实际需要。

作者：王文东单位：铁岭泓源大禹城市污水处理有限公司