【正文】 o ask wastewater treatment factory through an Internet of from control system, the Internet which needed to input user39。s name and password and then can carry out long range came to carried on a control to the equipment of whole factories. Transport the sewage data of wastewater treatment factory to the national environmental protection bureau through an Internet in the meantime city environmental protection bureau perhaps, for the purpose of the Bu class management of section to wastewater treatment factory.基于PLC的控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用介紹了以PLC為核心的分布式控制系統(tǒng)在污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用。具體敘述了控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、任務(wù)分配及實(shí)現(xiàn)、分散控制的方式，上位機(jī)負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視，軟件采用Intouch7. 0編制。PLC本地站負(fù)責(zé)對(duì)具體的工藝、設(shè)備、主要被控參數(shù)進(jìn)行控制及采集各種運(yùn)行數(shù)據(jù)，程序設(shè)計(jì)采用具有在線(xiàn)跟蹤和離線(xiàn)仿真功能的Concept 2. 2XL軟件。上位機(jī)與PLC之間采用組網(wǎng)簡(jiǎn)單、運(yùn)行速度快、通信穩(wěn)定性強(qiáng)的MB+網(wǎng) 。整個(gè)控制系統(tǒng)成功地解決了PLC在污水處理中的自動(dòng)化控制問(wèn)題，提高了污水處理設(shè)備運(yùn)行效率和管理水平。近年來(lái)，為了實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、低消耗、穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。國(guó)內(nèi)外許多污水處理廠采用了現(xiàn)代先進(jìn)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，從而構(gòu)成計(jì)算機(jī)監(jiān)督、控制、。而可編程邏輯控制器（PLC）則是以微處理器為核心。綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的一種新型、通用的自動(dòng)控制裝置。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能優(yōu)越、可靠性高、靈話(huà)通用、易于編程、使用方便等優(yōu)點(diǎn)等。銀川市第一污水處理廠采用了SBR工藝及以PLC為核心的控制系統(tǒng)，日處理污水10 x 104 t處理后的達(dá)標(biāo)污水可用于農(nóng)業(yè)灌溉。1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)采用“集中監(jiān)測(cè)管理，分散控制”的方式。模擬屏、上位機(jī)、集線(xiàn)器、打印機(jī)位于中控室，二臺(tái)PLC位于控制現(xiàn)場(chǎng)。采用這種結(jié)構(gòu)可使生產(chǎn)過(guò)程中的信息能夠集中管理，以實(shí)現(xiàn)整體操作、管理和優(yōu)化。同時(shí)，也使得控制危險(xiǎn)分散，提高系統(tǒng)可靠性。 中控室的兩臺(tái)上位計(jì)算機(jī)采用PII級(jí)工控機(jī)，運(yùn)行Windows NT操作系統(tǒng)。上位機(jī)負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)各的遠(yuǎn)程控制(全自動(dòng)控制、自動(dòng)控制、點(diǎn)動(dòng)控制)和監(jiān)視，利用Intouch7. 0工程軟件包提供良好的人機(jī)對(duì)話(huà)界而，以查詢(xún)方式從PLC獲取有關(guān)參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)信息，以棒圖形式在CRT上直觀顯示出來(lái)，同時(shí)打印必要的數(shù)據(jù)，供主控及管理人員指導(dǎo)生產(chǎn)。監(jiān)控界而包括系統(tǒng)總圖、系統(tǒng)分圖、模擬量一覽表、參數(shù)設(shè)置、報(bào)警窗、歷史趨勢(shì)、運(yùn)行人員能夠監(jiān)視所有控制設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備事故及液位、操作人員能夠?qū)λ锌刂圃O(shè)備進(jìn)行單機(jī)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行操作、成組自動(dòng)運(yùn)行操作或全廠全自動(dòng)操作并監(jiān)視。，由上位機(jī)1控制，用以直觀顯示全廠工藝流程及主要參數(shù)值。 PLC站 根據(jù)污水處理的二部分，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制輸出和現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集由二個(gè)PLC木地控制站完成。PLC1本地控制站控制格柵、污水提升泵房、曝氣沉砂池等預(yù)處理部分。PLC2本地控制站控制污泥脫水、壓濾機(jī)等部。，在現(xiàn)場(chǎng)本地控制站各設(shè)1臺(tái)操作終端設(shè)各，負(fù)責(zé)在本地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)各的控制(自動(dòng)控制、點(diǎn)動(dòng)控制)。 現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的物理參數(shù)，包括水位、溫度、流量、轉(zhuǎn)速、電流等模擬量，由對(duì)應(yīng)的一次儀表傳感器或變送器檢測(cè)出來(lái)并轉(zhuǎn)變?yōu)?～20 mA電流信號(hào)，經(jīng)屏蔽電纜送到各個(gè)子系統(tǒng)的PLC內(nèi)，由PLC通過(guò)各種模塊接口采樣電信號(hào)。同樣，模擬量控制信號(hào)由PLC輸出后以4～20mA電流形式送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。 施耐德公司的MQ系列PLC為滿(mǎn)足開(kāi)放的、基于標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)連接和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)連接等應(yīng)用技術(shù)提供了多種網(wǎng)絡(luò)選擇，支持Modbus, Modbus Plus（MB+），遠(yuǎn)程I/0, TCP/IP等網(wǎng)絡(luò)連接，具有較強(qiáng)的靈活性。因此，污水處理中用到的PLC選用施耐德的MQ系列。 MB+協(xié)議是一個(gè)開(kāi)放式的采用IEEE802. 4令牌協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通信5協(xié)議。MB+網(wǎng)絡(luò)同其他網(wǎng)絡(luò)相比具有組網(wǎng)簡(jiǎn)單、投資少、網(wǎng)絡(luò)速度快、通信穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)，它使計(jì)算機(jī)、控制器和其他數(shù)據(jù)源通過(guò)使用雙絞線(xiàn)或光纜在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上作為同位體進(jìn)行通信。而MQ系列PLC的CPU模塊含有MB+通信口，因此，通信網(wǎng)絡(luò)選用MB+、二個(gè)PLC本地控制站通過(guò)MB+網(wǎng)絡(luò)連接在一起。PLC的CPU模塊通過(guò)MB+通信口與兩臺(tái)上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，采集上位監(jiān)控系統(tǒng)的各種操作指令及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)信號(hào)和數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)分析處理，通過(guò)輸出模塊向控制對(duì)象輸出控制信號(hào)；同時(shí)，PLC通過(guò)MB+網(wǎng)向上位機(jī)返回各種數(shù)據(jù)，上位機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，顯示各種信號(hào)和打印各種報(bào)表。2 PLC控制程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)有四種控制方式：本地手動(dòng)控制，單一臺(tái)設(shè)備點(diǎn)動(dòng)控制，成組設(shè)備自動(dòng)控制，全廠設(shè)備全自動(dòng)控制。前二種方式一般只在設(shè)各調(diào)試或維修時(shí)使用，系統(tǒng)主要以全自動(dòng)控制方式運(yùn)行。在這種方式下，所有各類(lèi)設(shè)備都由PLC按照預(yù)先編制的程序自動(dòng)控制，在上位機(jī)上描繪出來(lái)，使全廠的工藝、設(shè)備運(yùn)行得到全面的控制。 PLC3站控制的生物處理部分是整個(gè)污水處理的關(guān)鍵部分，限于篇幅，僅以PLC3站的程序設(shè)計(jì)為例。 PLC3站用來(lái)控制從污水進(jìn)入曝氣池到處理后的污水流出曝氣池的整個(gè)過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，包括控制各種閥、泵、風(fēng)機(jī)的順序及定時(shí)開(kāi)關(guān)和風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)等。曝氣池是污水處理的核心構(gòu)筑物，污水在池中是通過(guò)微生物的生物氧化作用來(lái)去除有機(jī)物的，水中氧的含量對(duì)污水的處理效果是至關(guān)重要的。根據(jù)SBR工藝要求，曝氣池內(nèi)的溶解氧含量通常控制在1～3 mg/L范圍內(nèi)，在曝氣階段末溶解氧含量應(yīng)不超過(guò)2 mg/，均會(huì)影響出水質(zhì)量。對(duì)日處理10 x 104 t的4組8池模式的SBR反應(yīng)池，每組反應(yīng)池配一臺(tái)由變頻器控制的風(fēng)機(jī)，用于向兩個(gè)曝氣池輪流曝氣供氧。在每個(gè)曝氣池的不同地點(diǎn)設(shè)4塊溶解氧測(cè)試儀，測(cè)量池中污水的含氧量，PLC每隔5 min檢測(cè)一次曝氣池內(nèi)的溶解氧值，根據(jù)溶解氧的平均值來(lái)控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。若溶解氧低于設(shè)定下限時(shí)，調(diào)頻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加5 % ；若溶解氧高于設(shè)定上限時(shí)，調(diào)頻風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低5 %.這樣，就實(shí)現(xiàn)了曝氣池供氧量的自動(dòng)調(diào)節(jié)，既避免了不必要的能源損失，又優(yōu)化了運(yùn)行工藝。 PLC程序設(shè)計(jì) 采用的編程軟件是Concept 2. 2XL。Concept是基于Windows下的PLC編程工具，具有良好的用戶(hù)界面，并具有在線(xiàn)跟蹤及離線(xiàn)仿真功能。PLC3站的控制程序分為五個(gè)程序模塊。 （1）公用程序模塊——包括初始化部分、時(shí)分秒等時(shí)問(wèn)脈沖單元、SBR反應(yīng)周期設(shè)定、溶解氧設(shè)定等。 （2）開(kāi)關(guān)量順序控制模塊——協(xié)調(diào)控制各個(gè)閥、泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行及相關(guān)故障的報(bào)警。SBR池的進(jìn)氣閥、進(jìn)水閥、回流泵、剩余污泥泵由PLC根據(jù)污水處理周期的工藝時(shí)間段控制，出水閥由PLC根據(jù)工藝時(shí)間和超聲液位儀的測(cè)量值來(lái)控制。 （3）斷電保護(hù)模塊——系統(tǒng)斷電后，PLC將所有狀態(tài)鎖存，待加電后使PLC恢復(fù)所保持的狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行。（4）通信模塊——用來(lái)完成PLC與上位機(jī)的各種數(shù)據(jù)傳送。（5）溶解氧值自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊——根據(jù)溶解氧值調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及相關(guān)故障的報(bào)警。調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的目標(biāo)是在整個(gè)曝氣周期中，保證溶解氧的值為2 mg/：曝氣周期開(kāi)始，風(fēng)機(jī)以全速運(yùn)行，以使溶解氧在較短的時(shí)問(wèn)內(nèi)達(dá)到2 mg/L，同時(shí)以5 min為周期檢測(cè)溶解氧值。當(dāng)溶解氧值大于2mg/L時(shí)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降5 %；當(dāng)溶解氧值小于2 mg/L時(shí)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升5%.如果風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速升到允許的最高轉(zhuǎn)速時(shí)，溶解氧值還小于2mg/L，則維持最高轉(zhuǎn)速。這種情況有可能在曝氣周期的末期出現(xiàn)，但并不會(huì)明顯地影響污水處理質(zhì)量。 在曝氣的整個(gè)周期內(nèi)，隨時(shí)監(jiān)控變頻器的輸出電流值，使其不超過(guò)變頻器的額定值。如遇到意外情況使輸出電流超過(guò)額定值時(shí)，立即降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。如果風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降到允許的最低轉(zhuǎn)速時(shí)，輸出電流還超過(guò)額定值，則停風(fēng)機(jī)，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。隨著自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，UNITANK工藝越來(lái)越得到廣泛應(yīng)用。目前以經(jīng)驗(yàn)為主，以DO、時(shí)間、流量作為工藝控制參數(shù)，來(lái)調(diào)整曝氣機(jī)的運(yùn)行及排泥時(shí)間等，缺乏準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型來(lái)實(shí)現(xiàn)SBR法的更高層次的自動(dòng)控制。有人曾提出以COD或DO為參數(shù)的模糊控制的思想。今后SBR法的自動(dòng)控制的研究方向主要是尋找多個(gè)控制參數(shù)，既能反映進(jìn)水的水質(zhì)水量變化及反應(yīng)過(guò)程中的降解情況，又能作為計(jì)算機(jī)控制參數(shù)。PLC集順序控制和過(guò)程控制于一體，具有可靠性高，使用方便、靈活，組網(wǎng)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)中小規(guī)模工業(yè)自動(dòng)化的有力工具。在污水處理中，基于PLC的控制系統(tǒng)在實(shí)時(shí)性、可靠性、精確性等力一而滿(mǎn)足了設(shè)計(jì)要求，保證了污水處理的順利進(jìn)行。由于Internet的快速發(fā)展，希望能夠通過(guò)Internet來(lái)訪問(wèn)污水處理廠的自控系統(tǒng)，只需要輸入用戶(hù)名和密碼便可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的Internet來(lái)對(duì)全廠的設(shè)備進(jìn)行控制。同時(shí)通過(guò)Internet將污水處理廠的污水?dāng)?shù)據(jù)輸送到國(guó)家環(huán)?？偩只蛘呤协h(huán)保局，以便卜級(jí)部門(mén)對(duì)污水處理廠的管理。