1 导言
近年来我国集约化大规划现代化污水处理厂自动化程度要求越来越高，污水处理的自动化操控体系应具有全自动的逻辑操控，体系能够长时刻安全无故障的运转，且具有很高的可靠性。本文介绍的污水处理自动操控体系运用siemens的s7-400系列、webaccess组态软件和profibus-dp现场总线来构建一个散布式的自动操控体系，然后进步了污水处理的自动化程度和体系的高可靠性。
2 工艺流程
该水厂占地120多万平方米，一期工程规划处理才能为8万吨/天，二期工程完工后将到达12万吨/天。鉴于水质的特色，该水厂选用的是奥贝尔氧化沟工艺。工艺流程如图1所示。
首要来自城市污水管网的污水经过水厂的污水进水管道进入粗格栅，在粗格栅，比较大的悬浮物被阻拦，以保护后续的动力设备。然后经进步泵进步，以进步水的重力势能，然后使水能够依托重力的效果流过后续各个构筑物。接着污水进入细格栅，在细格栅较小的悬浮物进一步被阻拦。然后流入回旋沉砂池，进行砂水别离。然后污水进入二级处理阶段：污水首要进入厌氧池配水井，在这儿污水与活性污泥完结混合后被均匀的分配到两座厌氧池中，污水会在这儿活动大约6小时，并在厌氧池内高活性厌氧微生物的效果下，将废水中的大分子、难降解的有机物降解为小分子、易降解的有机物（多为甲烷和乙酸），并将大部分的磷去除。紧接着污水进入下一构筑物–氧化沟，氧化沟是污水生化反响的首要阶段。污水在这儿活动大约9小时，这时很多的空气被表曝机曝入水体，在高活性好氧微生物的效果下，污水中简直一切的有机物得到进一步降解，绝大多数有机物被分化结束。其间污水中的氮也首要是在这个阶段被除掉。接下来污水和部分活性污泥一同流入归纳井，经过归纳井被均匀的分配到四个二沉池中。在二沉池中处理好的污水和活性污泥别离，活性污泥到达必定浓度后一部分被泵送到生物反响池前端和流入的污水再次混合。别的一部分送入储泥池，为避免磷二次开释，仍要对污泥进行二次曝气，然后送到脱水间脱水，脱水后送出厂外埋葬。而沉积好的清水则流入加氯触摸池进行深度处理以满意水体受纳规范，最终排放出去。
图1：工艺流程
3 操控体系规划
3.1 体系网络结构
本体系依据该污水厂工艺要求和规划要求，考虑到体系的可靠性、开放性、易保护性和可扩展性，按“会集办理，涣散操控”的准则，选用了散布式结构。该水厂的自动操控体系由中央操控室、各散布plc操控站和现场外表及电控柜构成三级监控网络。体系结构如图2所示。
图2：体系结构框图
2 监控体系网络结构
操控体系共2台监控计算机，其间一台备用。还有3个plc操控主站。经过现场总线将操控主站和中央操控室的上位工程师站相衔接，便于监控。并将上位工程师站、操作员站、总工程师站与厂长室的计算机接入以太网，由办理机完结各项办理功用。这样整个自动化监控体系便构成了scada长途监控体系，然后完结了数据收集、处理、监督及对现场设备进行操控等功用。
3.2 操控方法
该体系中首要工艺设备选用三种操控形式，即就地手动操控、长途plc操控和自动操控。现场的泵类、表曝机和设备敞开封闭等开关信号、各构筑物模拟信号（如do、t-p、ph、tss、等）悉数经过plc在上位机上显现。现场各监控点的物理参数，均经过profibus总线与plc主站相连。
3.3 体系功用规划
（1）上位机监控体系的功用。上位机选用了两台研华工业操控计算机，经过工业以太网与现场的plc主站相连。上位机操作体系选用的是windows xp，监控软件选用的是webaccess.上位机的首要功用是对污水处理厂的数据进行收集；对自动操控体系的参数进行设置；完结操控体系的组态，一起能够进行在线、离线编程及设定参数的修正；经过显现的操控进程画面和实时的数据来监控生产进程；能对历史数据进行统计分析和贮存而且能够完结报表打印。别的在工厂局域网内接入了inte-rnet，然后完结了局域网、本地网、长途网的跨区域长途现场设备监控功用。这样办理者能够随时随地的经过各种上网方法取得水厂的信息，将规划扩展到了工厂监控级，完结了上层信息网和操控网相结合。
（2） 单元操控站。依据工艺的要求，全厂共设有3个单元操控站，分别为plc1站、plc2站和plc3站。单元操控站选用simatic s7-400系列的plc.cpu选用了cpu414-3dp，该cpu具有中等功用，适用于对程序规划、指令处理速度及通讯要求较高的场合。它带有一个mpi/dp接口，一个dp接口，还有一个profinet接口，一起为dp接口和profinet接口分配的散布式i/o点地址分别为8kb.单元操控站在现场进行参数检测，设备运转信号的收集、检测和操控，并可经过该站的人机界面对设备进行操作，一起向上位机体系实时传送数据。上位机体系设定的操控参数经过光纤以太网传送给单元操控站，然后由单元操控站完结对现场设备的操控。单元操控站也对本身模板进行监控，其确诊体系接连监测体系和进程的功用，记载过错和特定体系事情。假如呈现确诊报文事情，那么模板将会触发一个确诊中止，尔后单元操控站中止用户程序的履行，履行相应的确诊中止模块。
4 单元操控站规划
4.1 plc1站
plc1站首要担任粗格栅、进水泵房、细格栅和旋流沉砂池等设备的数据收集、现场操控柜以及电动闸口的敞开。本站首要装备1块cpu414-3dp模块、2块ps407 10a电源模块、1块cp 443-1通讯处理器、2块im 460-0接口模块、5个16路di模块、3个16路do模块、5个8路ai模块、1个8路ao模块和一个扩展机架。本站对粗格栅、细格栅的操控选用液位差和时刻操控。即当格栅前后液位差大于设定值后发动格栅机，或许当间隔前次格栅运转的时刻大于设定值时也要发动格栅机。这两种操控方法中液位差操控的优先级比时刻操控的优先级高。格栅机的操控流程图，如图3所示。
图3：格栅机的操控流程图
对进步泵的操控是依据液位的凹凸决议泵的启停，其操控流程图如图4所示。
