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1污水自動控制系統(tǒng)結構

污水處理廠自控系統(tǒng)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(tǒng)的核心是監(jiān)控系統(tǒng)的PLC與通訊網絡，其性能對于污水處理自動化系統(tǒng)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(jiān)控需求，這是確保污水處理自動化系統(tǒng)性能的關鍵。

1.1通信網絡

國內污水處理自動化系統(tǒng)結構通常采用監(jiān)控總中心、區(qū)域監(jiān)控分中心與監(jiān)控站三級管理體制。監(jiān)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(jiān)控系統(tǒng)劃按系統(tǒng)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(yè)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(xié)議基礎上研發(fā)出更高實時性的產品。因Eth－ernet具有的高信息量優(yōu)勢，在污水處理廠自動化系統(tǒng)中各個控制分站與監(jiān)控中心的大量數(shù)據(jù)傳輸主要通過以太網實現(xiàn)。控制層主要基于現(xiàn)場總線構成的隧道區(qū)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(xié)議，可在總線上很容易連接外場設備，便于監(jiān)控系統(tǒng)擴展。目前污水處理廠自動化系統(tǒng)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(shù)據(jù)高速傳輸。為提高系統(tǒng)可靠性，控制層網絡多采用線纜和光纖作為傳輸介質的環(huán)網結構。設備層通常通過DeviceNet、Modbus等總線進行現(xiàn)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(yè)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(xiàn)場總線，以太網最終能否取代現(xiàn)場總線一直爭論不休。畢竟在某些主要性能指標上現(xiàn)場總線有明顯優(yōu)勢。以太網的CSMA/CD訪問方式本質上沒有現(xiàn)場總線所采用的令牌環(huán)和令牌總線訪問方式的實時性高，因此協(xié)議封裝、分時訪問控制等方式還不能實現(xiàn)本質改變。目前的技術還不夠成熟，比較穩(wěn)妥的方法是將現(xiàn)場總線應用于控制層。隨著以太網技術的發(fā)展，在不遠的將來在控制層上還是有可能取代現(xiàn)場總線的。

1.2監(jiān)控分中心及上位監(jiān)控軟件

監(jiān)控分中心通常設置多臺工控機用于水廠調度系統(tǒng)、加氯間、濾站、送水泵房等監(jiān)控，實現(xiàn)污水廠內設備狀態(tài)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(xiàn)與監(jiān)控中心的通訊。

1.3選擇PLC

污水處理自動控制系統(tǒng)要求PLC有更高的性能，首先，PLC也是污水處理自動控制系統(tǒng)的控制器核心，要具有穩(wěn)定可靠的優(yōu)勢，能夠預處理數(shù)據(jù)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(qū)各項任務的能力，當監(jiān)控站或者監(jiān)控中心意外停止運行時，相鄰區(qū)域控制器也可以進行數(shù)據(jù)信息交換；第三，某控制站中的控制量如發(fā)生變化，就要按預定方案采取適宜措施，對相關區(qū)域設備進行相應調整。所以，一定要具有實現(xiàn)集中或獨立工作方式，特別是可以在獨立控制時實現(xiàn)與相鄰控制器進行數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)采集存儲處理、容錯等功能模塊。對整個監(jiān)控系統(tǒng)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(huán)境條件惡劣情況下以及相對規(guī)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(huán)境下或規(guī)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(xiàn)場控制器，對工業(yè)以太網與多種現(xiàn)場總線的支持性、系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)設計實施正在發(fā)展過程中，系統(tǒng)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(tǒng)在技術發(fā)展中也不斷進行完善。在系統(tǒng)實際應用中，不僅要兼顧系統(tǒng)的可靠、穩(wěn)定與可控，使系統(tǒng)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(qū)域由于客觀條件各異，而對系統(tǒng)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(tǒng)先進性、穩(wěn)定性、可靠性及經濟性相結合；系統(tǒng)設計上不僅要涉及系統(tǒng)規(guī)模與設計方法，還要兼顧新技術應用，使系統(tǒng)不僅技術先進而且具有實用價值；系統(tǒng)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(xiàn)場總線因系統(tǒng)可靠性受到一定制約，不適合全分布式現(xiàn)場總線控制，未來發(fā)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(jiān)控還存在監(jiān)強控弱現(xiàn)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(xiàn)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(tǒng)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