時間：2023-03-01 16:22:13
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我國水廠自動化在20世紀80年代得到了較大規(guī)模的發(fā)展，特別是隨著外資的引入，大量國外先進的自動化控制技術與設備進入我國，建成了一批全引進的水廠，使我國水廠自動化進程大大加快，自動化水平也快速提高。近年來，在我國一些發(fā)達地區(qū)，建成了少量測控管一體化的現(xiàn)代化水廠，對推動水廠實現(xiàn)綜合自動化功能起到了積極的促進作用。但由于歷史和現(xiàn)實的原因，我國水廠自動化的總體發(fā)展水平還不高，發(fā)展也不平衡。大中城市的水廠特別是發(fā)達地區(qū)的大型水廠，自動化程度很高，而小城市和城鎮(zhèn)的水廠特別是落后地區(qū)的小型水廠，自動化程度較低，甚至還是空白。而且，在一些已實現(xiàn)自動化的水廠中，雖然其自動化系統(tǒng)和設備與其他行業(yè)如化工、電力等相比并不差甚至更先進，但是，其功能并未充分發(fā)揮出來。有的自控系統(tǒng)從未運行過，一直處于閑置狀態(tài)；有的運行一段時間后變?yōu)榱耸謩?，甚至處于癱瘓狀態(tài)，造成了自動化系統(tǒng)和設備的極大浪費。根據(jù)對近40個引進水廠自動化設備的調(diào)查資料表明：單項設備運行情況基本良好的占78.3％，基本運行正常的占11.7％，設備故障極多已被拆換替代的占5.7％，設備從未投入使用的占4.3％［1］。對于這些水廠自動化中出現(xiàn)的問題，究其原因，與目的、設計、設備和管理等多種問題有關。
1水廠自動化的目的
對水廠實施自動化的根本目的認識不夠全面或出現(xiàn)偏向，是造成一些水廠自動化系統(tǒng)未能充分發(fā)揮作用的一個原因。水廠實現(xiàn)自動化的根本目的是提高生產(chǎn)的可靠性和安全性，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低耗和高效供水，獲得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。但是，有的水廠實現(xiàn)自動化是為了趕時髦，將其作為一種點綴；有的水廠是迫于形勢，在大批水廠紛紛實現(xiàn)自動化的情況下，自己也不能不上；有的水廠使用的自動化功能過于復雜，特別是在考察自動化水平較高的水廠后，更是盲目地提高標準；有的水廠則自動化功能過于簡單，主要是對自動化不熟悉，缺乏必要的信心，怕造成麻煩；有的水廠是為了湊合貸款數(shù)，不得已而配置自動化系統(tǒng)和設備。這些不正確想法的存在，使水廠實現(xiàn)自動化的根本目的發(fā)生了偏向，造成了自動化設計不切合水廠實際，不注重生產(chǎn)過程特別是關鍵工藝環(huán)節(jié)的自動化，并忽略了在運行和管理模式方面的相應改革，從而導致自動化未能充分發(fā)揮作用，甚至建成后處于閑置狀態(tài)。
2水廠自動化的設計
2.1未解決的相關理論問題
在水廠自動化中，工藝理論對自動化提出的控制要求本身存在未解決的理論問題或理論不夠完善，使控制未能達到規(guī)范化和最優(yōu)化，系統(tǒng)運行達不到理想的控制狀態(tài)，從而影響了自動化的實際運行效果。
（1）絮凝理論不夠完善。加藥系統(tǒng)是一個大延時、強耦合、干擾因素多的非線性系統(tǒng)，目前廣泛采用的控制方法為：用原水流量按比例前饋調(diào)節(jié)計量泵的頻率，用流動電流儀（SCD）反饋調(diào)節(jié)計量泵的沖程，從而構成加藥復合控制系統(tǒng)。由于凝聚作用本身有多種理論，決定加藥量多少的水質(zhì)成分因素在理論上還不夠完善，如原水濁度、溫度、pH、污染因素以及非膠體顆粒干擾因素等參數(shù)變化都對SCD有很大影響，而在SCD反饋調(diào)節(jié)方法中，只采用了反映水中膠體穩(wěn)定度的參數(shù)ζ電位來代表全部水質(zhì)因素，因此該控制方法并不完全符合生產(chǎn)實際。同時，傳感器縫隙小易造成堵塞，加藥后不易形成絮粒，特別是滯后反應和水質(zhì)變化對SCD影響較大，導致該方法適應性較差，準確度不夠，達不到優(yōu)化自動加藥的要求，實際使用效果并不理想［1］。在有的系統(tǒng)中，雖然采用了智能技術如專家系統(tǒng)、自學習模糊控制等方法，取得了一定效果，但并未完全解決加藥量優(yōu)化控制的問題。
(2)加氯系統(tǒng)理論問題。在加氯系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的控制方法為：前加氯采用流量比例控制，后加氯采用余氯反饋控制。由于影響加氯效果的因素很多，如水質(zhì)、天氣、水廠的具體工藝特點等，而且后加氯存在時間滯后問題，同時對控制方法和投加氯氨存在的問題目前有不同的看法，特別是對水射器安裝位置和余氯取樣位置的規(guī)范化確定目前尚無完整的理論［1］，從而使加氯系統(tǒng)不夠規(guī)范，實際運行效果也不是十分理想。在有的系統(tǒng)中，雖然采用了一些其他控制方法，如采用雙因子控制方式（用流量和余氯控制前加氯和后加氯）或多參數(shù)非線性控制方式，取得一定的效果，但并未完全解決加氯系統(tǒng)存在的問題。
(3)其他理論問題。如變頻供水泵和定速供水泵的臺數(shù)比例確定、變頻供水泵的自動調(diào)節(jié)方法以及供水泵的科學調(diào)度等問題，理論上還未完全解決，管理上還有待進一步研究。
2.2技術規(guī)范和設計標準問題
到目前為止，我國在供水行業(yè)自動化控制方面，除《城市供水行業(yè)2000年技術進步發(fā)展規(guī)劃》等少量規(guī)劃性技術文件之外，尚無制定供水行業(yè)自動化控制方面的技術規(guī)范和設計標準，致使水廠在實施自動化過程中，技術上缺乏統(tǒng)一的規(guī)范性，設計上存在一定的盲目性和隨意性，不同類型的水廠自動化分別應該達到的主要功能和主要技術指標不明確，影響了自動化系統(tǒng)配置的科學性和合理性。而在其他行業(yè)，如水電行業(yè)，國家有關部門早已經(jīng)頒布了相關的技術規(guī)范和設計標準，這對該行業(yè)的自動化設計和實施起到了積極的促進作用。
2.3專著和文章問題
我國供水行業(yè)的自動化起步較晚，總體發(fā)展水平也不高，致使在供水自動化方面發(fā)表的文章數(shù)量有限，總體質(zhì)量也不太高，出版的專著更少，既不利于在實施自動化時提供必要的理論指導和技術參考，也不利于行業(yè)內(nèi)的技術交流和經(jīng)驗交流，影響了自動化知識普及和提高的速度。而在其他行業(yè)，如電力，除有大批專著可供參考外，還有大量的文章可供參閱。另外，每年還舉行眾多的技術研討會和交流會，這對提高該行業(yè)的自動化水平起了很大地推動作用。當然，這與該行業(yè)從業(yè)人數(shù)多、技術力量雄厚、期刊數(shù)量大等多種因素有關。
2.4設計中存在的一些具體問題
水廠的生產(chǎn)過程是一個較為復雜的連續(xù)過程，對于其自動化系統(tǒng)的設計要求較高，涉及眾多技術和設備，設計本身具有一定的難度，故在有些水廠自動化設計中存在的問題較多，影響了自動化功能的發(fā)揮，甚至影響了系統(tǒng)的正常運行。
（1）缺乏統(tǒng)一的發(fā)展規(guī)劃。在有些水廠自動化設計中，對控制系統(tǒng)的持久性和未來發(fā)展規(guī)劃一致性考慮不夠全面，導致控制系統(tǒng)開放性和擴展性不夠，造成系統(tǒng)很快落后于生產(chǎn)發(fā)展的需要。
（2）功能設置過于復雜。在有些水廠自動化設計中，由于片面追求高標準，致使功能設置過于復雜，而忽略了水廠的實際工藝情況和管理水平，使系統(tǒng)的故障率增高，而維護管理又跟不上，導致關鍵工藝的自動控制得不到保證。
（3）功能設置過于簡單。在有些水廠自動化設計中，工藝過程的功能設置過于簡單，達不到控制要求，特別是關鍵工藝的控制要求，造成雖有自動化系統(tǒng)，但關鍵工藝(如投藥等)仍由手動完成的現(xiàn)象，失去了實現(xiàn)自動化的實際意義。
（4）設置過多的手動功能。有些設計為了在自動化系統(tǒng)故障時不影響生產(chǎn)，而設置了過多的手動操作功能，從設計上就將自動化系統(tǒng)置于可有可無的地位，既造成了設備的重復投資，也使生產(chǎn)人員產(chǎn)生了不正確的依賴心理，加上運行管理改革力度不夠，出現(xiàn)了自控設備擱置不用而仍由人工手動操作的現(xiàn)象。
（5）設計人員水平不夠。水廠的自動化設計涉及眾多技術和設備，要求設計人員既要掌握先進的控制技術，又要熟悉生產(chǎn)工藝過程，同時對設備也要有相當?shù)牧私狻５谟行┰O計中，由于設計人員對生產(chǎn)實際情況或?qū)M口設備的性能了解不夠，導致設計與實際生產(chǎn)有出入或出現(xiàn)設備選擇不當，滿足不了工藝要求，造成了自動化系統(tǒng)局部失敗。如有的設計中濾池出水閥選擇了兩位閥，雖配置了完備的自動化控制設備，但卻無法實現(xiàn)濾池水位的自動調(diào)節(jié)功能。
3水廠自控設備存在的問題
設備方面存在的問題也是影響水廠自動化系統(tǒng)正常運行的一個主要因素，具體表現(xiàn)在如下幾個方面：
（1）質(zhì)量問題。水廠中有些設備容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，如堿度計、氯氨測定儀、溶解氧測定儀、濃度測定儀、壓差變送器、加氯機、計量泵、調(diào)節(jié)閥、電磁流量計等，這些質(zhì)量問題有的是設備本身的質(zhì)量不過關，有的則是安裝或維護質(zhì)量達不到要求，但均影響了自動化系統(tǒng)的正常運行。
（2）配套問題。在有的水廠自動化系統(tǒng)中，設備如傳感器、測量儀表及執(zhí)行機構本身并無質(zhì)量問題，而是精度不夠或穩(wěn)定性達不到系統(tǒng)要求，即與系統(tǒng)配套不合理，也是影響自動化系統(tǒng)正常運行的一個原因。
（3）備品備件問題。有些設備發(fā)生故障后，由于缺乏備品備件而一時無法修復，這對進口設備尤為明顯。如果由原產(chǎn)品供應商修理，則時間長、費用高，特別是有的產(chǎn)品已更新?lián)Q代而根本無法得到備品備件，造成了這些設備的檢修十分困難，從而導致這些設備長時間處于癱瘓狀態(tài)，影響了自動化系統(tǒng)的正常運行。
（4）檢修和改造問題。對于部分進口設備如網(wǎng)絡設備，由于外商對通信協(xié)議和通信軟件的公開性不夠，且本身的技術要求也較高，既增加了這些設備的維護和檢修難度，也降低了自動化系統(tǒng)的開放性，影響了系統(tǒng)的正常更新和改造工作。而且很多進口通信設備較難與國內(nèi)設備互聯(lián)，致使更新和改造困難，從而降低了自動化系統(tǒng)的合理性和統(tǒng)一性。
4管理方面存在的問題
水廠自動化系統(tǒng)建立后，管理水平滯后是影響自動化功能正常發(fā)揮的一個重要因素。由于管理人員受自身素質(zhì)和傳統(tǒng)觀念的束縛，未能在管理方面進行及時的調(diào)整和改革，導致管理水平落后，無法適應水廠自動化的發(fā)展需要。如何提高管理水平和管理人員素質(zhì)是自動化水廠目前面臨的一個重要課題。
（1）不注重設計、安裝、調(diào)試過程的人員參與。很多水廠在建設自動化系統(tǒng)時，由于受人員和素質(zhì)的限制，常采用交鑰匙工程的方式，這樣在建設時輕松省事，但后患無窮，由于沒有自己的技術力量參與設計、安裝、調(diào)試過程，導致投產(chǎn)后出現(xiàn)很多問題，影響了系統(tǒng)的實際運行效果。
（2）對自動化系統(tǒng)和設備不夠熟悉。由于值班人員缺乏必要的技術知識，對自動化系統(tǒng)和設備不夠熟悉或掌握不夠，導致設備得不到正常的保養(yǎng)、調(diào)校和檢修，造成儀表精度降低或設備故障；導致軟件得不到必要維護和調(diào)整，造成因一些小軟件故障得不到及時處理而影響系統(tǒng)正常運行；有的甚至出現(xiàn)誤操作或引起人為故障。
（3）缺乏完善的自動化管理規(guī)程。水廠實現(xiàn)自動化后，其運行管理和維護管理已和傳統(tǒng)水廠不一樣，但不少水廠在這方面的改革力度不夠，缺乏滿足自動化生產(chǎn)需要的管理規(guī)程，如崗位職責、運行管理制度、操作規(guī)程和設備維護保養(yǎng)及檢修規(guī)程等，致使運行管理滿足不了生產(chǎn)需要，維護管理達不到要求。
（4）缺乏專業(yè)的、穩(wěn)定的維護隊伍。自動化系統(tǒng)和設備雖然具有較高的可靠性，但也會出現(xiàn)故障，需要維護人員盡快排除。同時，設計情況與實際運行情況不一定完全一致，即使與投入運行時一致，過一段時間后也會有所變化，另外經(jīng)過一段時間的實際運行后，一般都需要對系統(tǒng)中存在的某些缺陷進行改進，以使系統(tǒng)更加優(yōu)化，這就要求維護人員對自動化系統(tǒng)和設備進行必要維護和調(diào)整，特別是當生產(chǎn)工藝變化后，需要對控制系統(tǒng)進行相應修改和開發(fā)。但是，由于缺乏專業(yè)的、穩(wěn)定的維護隊伍，使一些小的軟硬件故障得不到及時的修復和處理，漸漸由小問題變成大問題，甚至導致自動化系統(tǒng)癱瘓。
【關鍵詞】中小型水廠；自動化；改造
目前，我國北方大部分中小型水廠均采用兩級泵站的管理模式，即：由深井泵組成一級泵站采取地下水至水廠蓄水池進行水處理；而后，由二級加壓泵站向用戶管網(wǎng)供水。控制方式一般為人工控制的繼接方式，自動化水平低，水、電資源浪費嚴重，設備事故隱患多、管理困難。我們?yōu)槟晨h自來水廠開發(fā)了一套由上位機、可編程控制器（PLC）、變頻器、相應傳感器及執(zhí)行機構組成的水廠微機集散控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)已連續(xù)運轉(zhuǎn)三年，性能穩(wěn)定可靠，提供了一種針對中小型水廠的，以節(jié)能降耗、提高自動化水平為主要目的的技術改造方案。
該水廠的基本情況為：一級泵站包括5口深井，每口深井配備22kW多級潛水泵1臺，共同向一蓄水能力為2 000m3的蓄水池蓄水；加壓泵組為5臺45kW DL型立式泵，向管網(wǎng)加壓供水。對控制系統(tǒng)的設計要求是：對水廠的設備運行及生產(chǎn)狀況進行自動化控制和管理。
一、控制系統(tǒng)硬件結(jié)構
（1）上位機：水廠需24h連續(xù)運轉(zhuǎn)，現(xiàn)場干擾源多、環(huán)境惡劣。因此，上位機選用了具有較高可靠性、較強抗干擾能力的研華（ADVANTECH）IPC-610/486型工業(yè)用微機。上位機與PLC之間采用RS232標準串行口進行通訊，傳輸速率9 600b/s，11位數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)長度7位，1位校驗位，啟動1位，停止2位。另選研華10位A/D采集卡，采集蓄水池水位信號和加壓泵組出水流量信號，對水位信號運用模糊算法進行計算后，給出控制信息由PLC控制潛水泵的啟動臺數(shù)。當水位過低時，認為發(fā)生故障，停止一、二次泵組的運行并聲光報警。上位機為720M硬盤、8M內(nèi)存，可以同時處理大量數(shù)據(jù)且歷史記錄較長。
（2）主控單元：主控單元選用日本立石公司的C60P型可編程序控制器作為主控單元，它具有40路開關量的輸入、20路開關量的輸出，可擴展模入、模出模塊，并有RS-232標準串口。C60P為積木式結(jié)構，系統(tǒng)構成及擴展方便，抗干擾性能好，作為現(xiàn)場主控部件較理想。由它完成自動倒泵、防水錘互鎖、變頻器邏輯控制等邏輯控制功能。
（3）管網(wǎng)恒壓調(diào)控系統(tǒng)：調(diào)速泵的調(diào)節(jié)由富士G-45變頻器來完成，由壓力傳感器采取用戶管網(wǎng)的壓力信號（4mA～20mA）送至自制的調(diào)節(jié)板上，與給定信號比較后送至日產(chǎn)RKC調(diào)節(jié)器中，經(jīng)PID運算后產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號送至變頻器，控制變頻器的輸出頻率，調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速。變頻器本身對應其輸出頻率有0～5V（DC）信號輸出，將其引回調(diào)節(jié)板，由系統(tǒng)對輸出頻率進行檢測，若變頻器的輸出大于49Hz一定時間后，管網(wǎng)壓力仍達不到要求，延時確定后，PLC按照一定規(guī)則逐個以自耦減壓方式啟動恒速泵，直至管網(wǎng)壓力恒定。若變頻器輸出頻率小于23Hz一定時間后，管網(wǎng)壓力仍超過給定值，則依次關閉恒速泵，配合調(diào)整調(diào)速泵直至壓力穩(wěn)定。
（4）自耦減壓啟動柜：恒速泵及潛水泵均采用自耦減壓啟動方式，有效地減小了電動機啟動時對電網(wǎng)的沖擊。
（5）傳感器及執(zhí)行機構：管網(wǎng)壓力信號的采取利用最大量程為1.0MPa的遠傳壓力表，以方便在采樣點觀察壓力信號；流量信號的采取利用渦街流量計；水位信號的采取利用壓力式水位傳感器；利用電動蝶閥作為執(zhí)行機構來控制加壓泵的出水口狀態(tài)。
二、系統(tǒng)的軟件
系統(tǒng)軟件主要包括上位機管理程序、PLC控制與監(jiān)測程序以及它們之間的通訊程序。
（1）上位機的管理程序主要完成設備運行狀況的圖形顯示監(jiān)測、生產(chǎn)狀況的數(shù)據(jù)庫管理、檢測數(shù)據(jù)的處理、菜單處理以及報警等功能。采用C語言結(jié)合匯編編程，充分利用C語言結(jié)構化強、簡潔和運行速度快等優(yōu)點，同時也提高了程序的可讀性、可靠性及可移植性。軟件設計采用模塊化結(jié)構，人機界面為圖形形式，菜單驅(qū)動，全部中文顯示與提示非常友好。系統(tǒng)主要功能模塊包括：使用說明、水廠控制系統(tǒng)功能介紹、生產(chǎn)狀況監(jiān)測及管理、水位系統(tǒng)的運行狀態(tài)控制等。采用查詢方式完成與PLC的通訊及檢測數(shù)據(jù)的處理；將管網(wǎng)壓力、流量、液位、各水泵運行狀態(tài)及各處閥門開啟狀態(tài)等信息以圖形及數(shù)據(jù)的方式顯示于顯示器上；如有報警信號則顯示相應圖形，同時進行聲光報警。監(jiān)測的出水量、耗電量等信號可長期保存于存儲器中，隨時作為資料查詢。
（2）蓄水池分為沉淀池和出水池兩部分，深井水首先在沉淀池沉淀泥沙、消毒處理，而后，經(jīng)過濾到達清水池。因此，水位控制功能要求較高，正常狀態(tài)下，1～2臺潛水泵長期運轉(zhuǎn)，其余根據(jù)用水量的大小自動切換。為保證水的正常供應并防止?jié)撍玫念l繁啟停，在水位控制中采用了模糊算法。將水位高度分為七級，將水位的變化率也分為七級，將潛水泵的開啟臺數(shù)分為5檔，形成了一個二維矩陣數(shù)組，由計算機運算后確定應開啟的深井泵臺數(shù)。經(jīng)反復試驗后，確定了數(shù)組中各參數(shù)的值，經(jīng)實際使用，獲得了較好的運行效果。
（3）可編程控制器作為主控單元，幾乎所有的現(xiàn)場邏輯控制均與其有關。它的控制程序具有較強的邏輯性要求。一般來說變頻器嚴禁付邊加裝接觸器，但是為了節(jié)省投資、實現(xiàn)4臺恒速泵輪流作為調(diào)速泵，必須在變頻器的付邊裝接觸器。
（4）上位機與PLC之間的通訊借助標準RS-232口來完成?？梢杂缮衔粰C完成給定倒泵的間隔時間、設定管網(wǎng)的壓力等工作。同時，下位系統(tǒng)定時將恒速泵的開啟臺數(shù)、調(diào)速泵的運行狀態(tài)（頻率、轉(zhuǎn)速、消耗功率等）、管網(wǎng)壓力等信息報上位機進行處理和顯示。
中小型自來水廠的自動化技術改造有著廣泛的前景。依靠現(xiàn)代化技術手段對生產(chǎn)過程進行控制和管理，提高設備運行效率和可靠性，節(jié)省寶貴的水、電資源，是技術發(fā)展的必然趨勢。本控制系統(tǒng)將上位機、PLC、變頻器、相應傳感器和執(zhí)行機構有機地結(jié)合起來，發(fā)揮各自優(yōu)勢，軟件設計合理，系統(tǒng)調(diào)試較方便；且系統(tǒng)各級之間可獨立運行，保證了水廠的不間斷生產(chǎn)。實踐證明，本系統(tǒng)不僅滿足了生產(chǎn)的需要，提高了整個水廠的整體管理水平，而且僅節(jié)電一項就為水廠創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益。
介紹深圳市某水廠的自動化改造方案，實現(xiàn)完整的監(jiān)控及控制功能。
關鍵詞：水廠；改造；自動化；PLC
0 引言
深圳市某水廠設計供水規(guī)模35萬m3/日，分為四期建設，全廠分為取水,加藥,沉淀,過濾,送水等幾個工藝環(huán)節(jié)，其中四組濾池實現(xiàn)了基本的自動控制，但全廠沒有集中監(jiān)控,操作人員也相對分散，這就給生產(chǎn)管理,優(yōu)化決策,人力資源的分配等造成一定的不便。為此，業(yè)主提出對原有的自動化系統(tǒng)進行完善，實現(xiàn)全廠生產(chǎn)管理的自動化，滿足現(xiàn)代化供水管理要求。確定基本設計原則如下：
先進性整個系統(tǒng)采用國際上先進并且成熟的技術，力求方案的先進、靈活、高效。
實用性系統(tǒng)始終以用戶需求為導向，結(jié)合先進、合理的管理模式，功能全面，切合實際。
擴展性系統(tǒng)的設計不但考慮當前的實際需要，并且考慮了長遠發(fā)展的需要，預留了以后增加的監(jiān)控設備接口， 保證系統(tǒng)的可擴展性。
1 系統(tǒng)結(jié)構
根據(jù)水廠的工藝流程、布局以及現(xiàn)有的PLC系統(tǒng)，按照集中管理，分散控制的原則，全廠自動控制系統(tǒng)采用中心控制層和現(xiàn)場控制層兩級分布式結(jié)構。由于是現(xiàn)有水廠改造項目，為減少對生產(chǎn)的干擾，減少電纜的穿墻及開槽敷設，在主要構筑物分別設置十個現(xiàn)場控制分站。中心控制站屬于廠級中心控制層，十個現(xiàn)場控制站屬于現(xiàn)場控制層，包括取水分站（新增）、加藥分站（新增）、加氯分站（改造）、反沖洗分站（新增）、一期濾池子站（改造）、二期濾池子站（改造）、三期濾池子站（改造）、四期濾池子站（改造）、送水分站（新增）和回收池分站（新增）?，F(xiàn)場控制站既能在中心控制站統(tǒng)一指揮下協(xié)調(diào)工作，又可以在通訊發(fā)生故障的情況下獨立運行，減少局部事故給整個控制系統(tǒng)和生產(chǎn)造成損失。
現(xiàn)有的一、二期濾池的控制系統(tǒng)建于90年代中期，采用的是日本歐姆龍公司的PLC，三、四期濾池及加氯間的控制系統(tǒng)PLC采用的是西門子S7-200，考慮經(jīng)濟性及兼容性，本次自動化系統(tǒng)保留三、四期濾池及加氯間的西門子PLC及控制柜，只對軟件部分進行重新編程，完善系統(tǒng)功能。新增分站及一、二期濾池控制分站，均采用西門子S7系列PLC。
全廠主干網(wǎng)絡采用100M光纖工業(yè)環(huán)形以太網(wǎng)。
2 中心控制站
中心控制室配備的兩臺監(jiān)控主機，通過交換機接入以太網(wǎng)，對全廠設備集中監(jiān)控。兩臺監(jiān)控主機組成雙機熱備用系統(tǒng)，當一臺監(jiān)控主機出現(xiàn)故障時，可迅速切換到另一臺監(jiān)控主機，保證數(shù)據(jù)記錄的連續(xù)性和控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
中心控制站設一塊大型顯示屏，用于動態(tài)顯示相應工藝環(huán)節(jié)的被測參數(shù)的實時值和生產(chǎn)數(shù)據(jù)。
監(jiān)控主機主要具有實現(xiàn)以下功能：
監(jiān)視功能：現(xiàn)場各分站設備的實時狀態(tài)變化通過光纜環(huán)形以太網(wǎng)上傳，由監(jiān)控主機負責接收。通過顯示器分幅顯示工藝流程圖，實現(xiàn)從總圖到詳圖的多層次監(jiān)視，并在各個相應的位置顯示相應區(qū)域的被測參數(shù)的實時值.當設備運行異常時，監(jiān)控主機發(fā)出聲光報警，提醒工作人員注意顯示水位等參數(shù)實時的數(shù)據(jù)曲線。通過圖形處理，工作人員能直觀地觀察各種數(shù)據(jù)的變化。
控制功能：在監(jiān)控主機上，操作人員可按要求開停工藝流程中的重要設備。系統(tǒng)控制分手動和自動兩種控制方式。在手動方式下，監(jiān)控主機只能監(jiān)測設備的當前運行狀態(tài)；在自動方式，通過監(jiān)控主機可控制設備啟停和監(jiān)測設備的運行狀態(tài)。
管理功能：監(jiān)控主機具有完善的用戶管理功能。任何控制和設置功能均需通過密碼登錄以后才能生效，不同等級的操作人員擁有的操作權限也不同，一般工作人員可以操作權限范圍內(nèi)的設備，系統(tǒng)管理員可以修改系統(tǒng)的各種設置及改變生產(chǎn)參數(shù)的設定。用戶的添加和修改、權限的修改均由系統(tǒng)管理員完成。
報警功能：當設備出現(xiàn)故障，監(jiān)控主機除發(fā)出聲光報警外，還能自動記錄報警信息，管理人員通過報警查詢功能即可查看實時和歷史的報警記錄。
對于長期不正常事件(由監(jiān)視人員確認后)可禁止報警和登錄。對于已確認的報警應帶上報警發(fā)生時標，存入報警數(shù)據(jù)庫。
存儲功能：監(jiān)控主機實時顯示設備運行狀態(tài)和生產(chǎn)參數(shù)，并對重要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行記錄和保存。
所有實時數(shù)據(jù)都必須按時序依次存儲，并定期將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存成歷史數(shù)據(jù)，通過歷史數(shù)據(jù)計算最小值、最大值、平均值、標準值、偏差值、累積值等。
各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)可按要求進行分類列表顯示，也可根據(jù)需要采用曲線圖，棒狀圖等形式顯示。
報表功能：系統(tǒng)能根據(jù)用戶提供的報表樣式，自動生成和打印生產(chǎn)日、月、年報表。操作員在監(jiān)控計算機通過打印報表功能，能方便調(diào)閱和打印生產(chǎn)報表。
3控制分站
各控制分站相對獨立，互不影響，采用西門子S7-300系列PLC。它們具有部分相同的功能：
分站PLC與智能儀表或生產(chǎn)設備通訊，實時采集生產(chǎn)過程中的各種工藝參數(shù)和設備運行信號。
控制本站設備的運行，處理生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的異常情況。
能對設備故障發(fā)出報警及緊急事故處理；與中心控制室計算機通訊，傳送現(xiàn)場數(shù)據(jù)。
接收并執(zhí)行中央控制室計算機遙控命令。
3.1、取水分站
取水泵控制 保留以前現(xiàn)場手動控制方式，同時操作主機可以通過點擊啟停按鈕，啟動機泵，并實時監(jiān)測各機泵的運行電流、運行信號，如有異常，系統(tǒng)自動停止機泵并報警提示。保障機泵運行安全。
進水閥控制 根據(jù)流量指示可以現(xiàn)場手動及在操作主機上通過點擊開關按鈕調(diào)整閥門開度。也可以根據(jù)原水流量的檢測值與設定值的偏差值自動調(diào)節(jié)閥門開度。
3.2、加藥分站
加藥分站主要主要實現(xiàn)攪拌機、石灰泵、加藥泵的啟?？刂萍皟x表信號采集。
加石灰控制 通過現(xiàn)場控制柜分合斷路器或操控主機鼠標進行啟停控制。或者根據(jù)原水流量自動啟停離心泵，實時監(jiān)測運行狀況，如有異常情況，報警并停止運行。
根據(jù)設定時間，控制攪拌機周期運行。
加藥泵控制 水廠藥液投加量調(diào)節(jié)主要通過改變計量泵的沖程和頻率實現(xiàn)。
采用運行經(jīng)驗公式（與原水溫度、濁度有關），PLC自動計算投加率，然后根據(jù)反饋投加率的誤差調(diào)節(jié)計量泵頻率，并根據(jù)原水流量信號按比例控制計量泵沖程。
也可以由生產(chǎn)管理員直接在操作站上輸入計量泵運行沖程等參數(shù)，PLC根據(jù)這些參數(shù)自動控制計量泵的運行。此方法可用于對計量泵的維護、檢修調(diào)試，也可以作為水質(zhì)發(fā)生比較大變化，自動控制超調(diào)時的應急措施。
3.3、加氯分站
加氯系統(tǒng)共有九臺加氯機、四臺余氯計、兩臺重量計，系統(tǒng)PLC采用的是西門子S7-200，本次改造在保留以前的設備及控制方式的基礎上，增加一個西門子公司的工業(yè)以太網(wǎng)通訊模塊，以便將數(shù)據(jù)傳送給中心控制站，進行集中操控。
手動方式可以通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計上的調(diào)節(jié)頭調(diào)整投加量或在操控主機上設定閥門開度，系統(tǒng)自動開啟到設定值。
前加氯也根據(jù)進水流量自動進行投加。
后加氯以濾后水流量作為前饋量，以清水池余氯作為反饋量，與設定值相比較自動進行投加。也可以根據(jù)以前的投加經(jīng)驗，自動限幅，再以清水池余氯作為反饋量，與設定值相比較，自動調(diào)節(jié)投加量。
3.4、反沖洗分站
針對各個濾池相對分散、自成系統(tǒng)、不便管理的情況，增加一個反沖洗分站，對反沖洗過程中的共用設備進行集中控制，如鼓風機、出風閥、反沖泵及閥門的啟停控制，并對各濾池子站的反沖洗進行集中管理，反沖洗主站與各濾池之間的網(wǎng)絡通訊采用Controller Link網(wǎng)絡。無論是各濾池子站自動發(fā)出的反沖洗申請，或是上位機鍵控反沖洗，都將通過反沖洗分站排隊，只有收到反沖洗分站指令后才進行反沖。主要功能如下：
1）根據(jù)生產(chǎn)情況，由具有權限的工作人員在人機界面修改過濾時間，濾池水位報警值，反沖洗時間等工藝參數(shù)。
2）協(xié)調(diào)各濾格反沖洗申請，對濾池反沖洗進行排隊，與濾池各子站通訊，按照生產(chǎn)工藝要求控制濾池反沖洗設備，實現(xiàn)濾池自動反沖洗過能。
3）對濾池反沖洗過程中的氣沖、氣水混合沖、水沖等每一環(huán)節(jié)進行監(jiān)控，每部分時間值都可以在上位機的人機界面在線修改。
3.5、濾池子站
根據(jù)平面布局，濾池共設四個子站，分別控制每期濾池及反應沉淀池工藝設備。
一期與二期控制功能與設備相同，由于反沖洗的需要，每格濾池增加一個液位計，以實現(xiàn)水位監(jiān)測。一期二期現(xiàn)有的工藝設備不支持恒水位過濾，在每格濾池清水閥上增加一個電氣轉(zhuǎn)換器，接收和反饋開度信號，以實現(xiàn)恒水位過濾控制。一期與二期沉淀池、反應池的排泥閥采用的是液壓閥，目前是用手動閥控制，為了實現(xiàn)自動控制，將手動閥換成電磁閥，并增加相應的PLC模塊，整個濾池控制柜重新改造成基于西門子S7-200的控制系統(tǒng)。以利于全廠自控系統(tǒng)的連接。
三期與四期自動化程度相對較高，在控制設備上暫時不作具體調(diào)整，PLC系統(tǒng)上各增加一個網(wǎng)絡通訊卡，主要是軟件方面的改造。
各濾池分站在改造后，有手動工作方式和自動工作方式，手動工作方式是保留原來的控制功能，當主系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可通過各分站對所屬濾池進行操作生產(chǎn)，保障正常供水，自動工作方式是在系統(tǒng)正常運行情況下，通過反沖洗分站對各濾池進行集中管理，包括各濾池相關閥門的運行狀態(tài)，水位情況以及自動反沖洗等。
在過濾自動控制階段，PLC根據(jù)水位值，用PID調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)清水閥門開度，使水位保持在恒水位設定值附近。在過濾過程，可根據(jù)實際情況，在上位機的人機界面在線改變恒水位值和報警水位值。
PLC在檢測和控制濾池正常過濾的同時，檢測判斷本格濾池是否需要反沖洗。反沖洗隊列控制采用“先進先出”原則。
3.6、送水分站
送水分站主要實現(xiàn)送水泵房水泵閥門的控制、監(jiān)測，出廠水流量、水質(zhì)的檢測
保持現(xiàn)狀現(xiàn)場手動控制方式不變，操控主機實現(xiàn)水泵閥門的主動開停、狀態(tài)監(jiān)測，有異常情況出現(xiàn)，系統(tǒng)報警提示操作人員到現(xiàn)場進行處理。故障信號出現(xiàn)，系統(tǒng)將自動進入故障保護程序，停止機泵，保障安全。
3.7、回收泵控制：
液位檢測：回收池增加一臺液位計，根據(jù)水位啟停回收泵，系統(tǒng)監(jiān)測各泵運行情況及水位，異常報警。
4系統(tǒng)防雷與接地
4.1、系統(tǒng)防雷
深圳市屬于雷電多發(fā)區(qū)。自動化系統(tǒng)通訊主干網(wǎng)絡采用了光纜通訊介質(zhì)，可有效地防止雷電對系統(tǒng)通訊主干網(wǎng)的侵入。另外，針對本系統(tǒng)還存在可能受到感應雷或浪涌電壓影響的環(huán)節(jié)，采取了一系列防雷措施。
在IEC-1312-3/5.3標準規(guī)定的區(qū)域交界處與所有進入該區(qū)的導電物做等電位連結(jié)，以確保控制網(wǎng)絡、PLC可編程控器及其他控制設備安全工作。
系統(tǒng)的防雷保護包括電源、通訊網(wǎng)絡、PLC的I/O信號、儀表及計算機設備等。電源設備防雷采用國產(chǎn)雷安避雷器。儀表和自控設備防雷采用德國OBO的避雷器。
4.2、系統(tǒng)接地：
整個系統(tǒng)的所有避雷器都安裝在控制柜或設備箱內(nèi)，其接地端與控制柜內(nèi)的接地銅排連接,接入接地系統(tǒng)。電源電纜線、網(wǎng)絡信號傳輸電纜線的屏蔽端口在控制柜內(nèi)必須做等電位連結(jié)。
[關鍵詞] 自來水廠 自動化控制系統(tǒng) 工藝
一、水廠制水工藝流程介紹
各個水廠根據(jù)實際情況，其工藝流程千差萬別，設備有增有減，但基本的流程相似，如圖所示。圖中主要分為以下幾個工藝過程：（1）取水：通過多臺大型離心泵將江、河、地表等處的水抽入凈水廠。（2）藥劑的制備與投加：按工藝要求制備合適的混凝劑，并投入混凝劑及氯氣，達到混凝和消毒的目的。（3）混凝：包括混合與絮凝，即源水投入混凝劑后進行反應，并排出反應后沉淀的污泥。（4）平流沉淀：與混凝劑反應后的水低速流過平流沉淀池，以便懸浮顆粒沉淀，并排出沉淀的污泥。（5）過濾沉淀：水通過顆粒介質(zhì)（石英砂）以去除其中懸浮雜質(zhì)使水澄清，并定時反沖洗石英砂。（6）送水：多臺大型離心泵將自來水以一定的壓力和流量送入供水管網(wǎng)。
二、自來水廠自動化控制系統(tǒng)的設計
1、總體結(jié)構
水廠的控制系統(tǒng)可以分為三個層次：管理層、主控層和現(xiàn)場控制層。管理層主要完成水廠調(diào)度運行的遠程監(jiān)視、自動化數(shù)據(jù)查詢、頻信息查詢等功能，一般不直接參與到系統(tǒng)的運行控制。主控層對水廠的生產(chǎn)及各站點進行實時監(jiān)控，它是系統(tǒng)的信息采集和控制的核心。主要包括數(shù)據(jù)庫服務器、水源監(jiān)測工作站、水廠檢測站、交換機、設備、多串口服務器、UPS、GPS 等。通過采集到各站點的數(shù)據(jù)信息，進行數(shù)據(jù)分析，負責水廠運行的監(jiān)視、視頻監(jiān)控、遠方控制、調(diào)度指揮以及完成必要的管理功能，并向管理層發(fā)送必要的數(shù)據(jù)和信息。現(xiàn)場控制層主要包括四個部分：水源監(jiān)控系統(tǒng):位于水源地深井泵配電間，對深井泵的啟停進行實時監(jiān)控，利用監(jiān)控裝置監(jiān)控深井水位、水泵流量、水泵電動機、電流、電壓等；消毒監(jiān)控系統(tǒng)：位于水廠的消毒間，對發(fā)生器的啟停進行實時監(jiān)控，利用監(jiān)控 PLC 裝置監(jiān)控藥劑投加量、閥門啟閉、電流、電壓等；供水監(jiān)控系統(tǒng)：位于水廠控制室，對變頻調(diào)速器、送水泵進行實時監(jiān)控，利用監(jiān)控 PLC裝置監(jiān)控水質(zhì)參數(shù)、水泵流量、管網(wǎng)壓力、電氣參數(shù)等；視頻終端：主要包括安裝在水源地井群、水廠中控室、水廠泵房及水廠廠區(qū)的各種攝像機、配件等。
2、水質(zhì)檢測技術
水處理中的自動檢測技術，即水質(zhì)檢測技術是保證供水和排水水質(zhì)的重要手段，也是指導水處理工藝運行過程的重要依據(jù)，隨著自動化技術、機械制造技術等方面的發(fā)展，出現(xiàn)了越來越多的新型自動化檢測儀表。目前使用的水處理自動化儀表包括流量、水位、溫度、壓力儀表以及水質(zhì)測量分析儀表，如pH測量儀、流動電流檢測儀、漏氯報警儀、余氯分析儀、高低濁度在線檢測儀等。在流量測量方面，除了傳統(tǒng)的電磁流量計外，還出現(xiàn)了大量非接觸式儀表。水位測量儀表是水處理中另一類使用廣泛的檢測儀表，濾池、清水池、格柵配水井、配礬等處都要用到，主要有差壓式、靜壓式、吹氣式、浮子式、靜電電容式、以及超聲波等類型。檢測儀表是實現(xiàn)水廠自動化的基礎，在日本等發(fā)達國家不僅大面積使用現(xiàn)有成熟儀表外，還不斷開發(fā)出新的檢測儀表并發(fā)展相關的檢測技術，不斷擴大檢測范圍，提高檢測精度。
3、水處理控制技術
隨著電子技術、計算機技術以及光電技術等相關學科的發(fā)展，近十年來工業(yè)自動化在各個方面都發(fā)生了深刻的變化，包括自動化感應部件、各種檢測傳感器、變送器、各種間接測量設備、各種執(zhí)行機構等底層設備，以及自動回路調(diào)節(jié)器、自動控制單元、各種大小型裝置控制系統(tǒng)乃至綜合優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)等。隨著水處理技術的不斷發(fā)展，對于水質(zhì)指標的控制與水處理效率的要求也在不斷提高。新工藝、新設備的廣泛應用一方面提高了水處理能力，另一方面也對整個系統(tǒng)的控制、協(xié)調(diào)提出了更加嚴格復雜的要求。常規(guī)控制手段已經(jīng)成為水處理行業(yè)中的薄弱環(huán)節(jié)之一，需要在現(xiàn)有工業(yè)自動化已經(jīng)取得的成果基礎上研究、設計、投用適合于水處理行業(yè)的先進控制系統(tǒng)。由于水處理系統(tǒng)（特別是混凝投藥和加氯控制過程）是一個大遲滯、非線性、時變的復雜系統(tǒng)，系統(tǒng)建模困難，很難控制好。因此各種先進的控制算法不斷提了出來。雖然各種先進的控制理論和算法不斷被提了出來，但是在實際的應用過程中，尤其是中小型水廠自動化控制系統(tǒng)中，經(jīng)典的控制理論仍有著廣泛的應用空間。因此本文在研究水廠自動控制理論方面，側(cè)重于經(jīng)典控制理論及其應用。
4、變頻節(jié)能系統(tǒng)
在水處理行業(yè)中，普遍存在著用水量變化較大的問題，在不同的季節(jié)、不同的時段，用戶用水的需求量有很大的差別，存在著明顯的用水高峰特征，因此水處理廠供水系統(tǒng)的給水壓力需要隨用戶的用水需求量變化而變化。在低峰時，如果水泵機組按高峰期的用水量運行，雖可通過調(diào)節(jié)閥門來滿足用水需求，但供水能量損耗大，而且還會影響機組的正常運行。因此，根據(jù)用水需求自動控制水泵機組運行，且實現(xiàn)節(jié)能，是水廠自動化技術的一項重要內(nèi)容。變頻調(diào)速是一項有效的節(jié)能降耗技術，其節(jié)電效率很高，幾乎能將因設計冗余和用水量變化而浪費的電能全部節(jié)省下來。變頻調(diào)速控制技術，是指以變頻調(diào)整原理為基礎，在保證供水可靠性的前提下，根據(jù)供水系統(tǒng)用水量的變化情況，自動調(diào)整水泵工況，使之始終盡可能地在高效區(qū)間內(nèi)運行，以達到降低能耗、提高效率的目的。這一技術是比較科學，可靠性較高的一種調(diào)節(jié)水泵工況的方式。變頻器是一種以變頻調(diào)速技術為基礎通過改變頻率來調(diào)整電機轉(zhuǎn)速的工業(yè)裝置。作為一種先進的調(diào)速裝置，變頻器不但調(diào)速范圍廣、可靠性高、操作與維護方便，而且節(jié)電效果明顯。應用變頻器來實現(xiàn)變頻節(jié)能供水，可以采用恒壓變量或變壓變量兩種方式來實現(xiàn)。恒壓變量供水系統(tǒng)通過調(diào)整變頻器轉(zhuǎn)速（即供水流量）來保證供水壓力不變，該系統(tǒng)技術比較成熟，應用廣泛。變壓變量供水系統(tǒng)則根據(jù)用戶用水量的變化同時調(diào)整變頻器轉(zhuǎn)速（即供水流量）和供水壓力，很明顯該方案節(jié)能效果更好。但是由于水頭損失等受各種因素影響，難以準確確定，實際應用的很少
三、水廠自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
隨著計算機網(wǎng)絡技術的不斷進步，建立一個供水系統(tǒng)的綜合自動化系統(tǒng)成為可能。在現(xiàn)代化的大型水廠中，除了采用先進的設備和控制技術對廠區(qū)內(nèi)部進行有效控制和管理外，還要求實現(xiàn)對一個城市或地區(qū)整個供水系統(tǒng)的綜合自動化管理。網(wǎng)絡化、智能化、信息化、管控一體化等概念向自動化領域的滲透，使得自動化系統(tǒng)的體系結(jié)構面臨一場深刻的變革，這種變革也必將對水工業(yè)自動化產(chǎn)生重大影響。隨著智能傳感器、變送器、測量儀表、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器等智能設備，以及如專家系統(tǒng)、模糊控制、自適應控制及神經(jīng)網(wǎng)絡等智能控制技術和現(xiàn)場總線技術在水廠中的應用，水廠自動化將會向智能化方向發(fā)展。智能設備、智能控制技術很明顯是具有“智能”的?，F(xiàn)場總線技術則由于將專用的CPU 置入傳統(tǒng)的測控儀表，使它們各自都具有了數(shù)字計算和通信能力，亦即“智能化”?？刂葡到y(tǒng)的分散化和網(wǎng)絡化則主要表現(xiàn)在現(xiàn)場總線的應用上。借助其計算和通信能力，使Internet延伸到現(xiàn)場設備，利用Web技術實現(xiàn)水廠遠程監(jiān)控、調(diào)試、維護和故障診斷等功能，從而建成基于Internet的水廠自動化系統(tǒng)。總之，應用Web技術實現(xiàn)綜合自動化功能，是信息時代的要求，也是當前水廠自動化網(wǎng)絡發(fā)展的主要方向。
參考文獻：
[1]龔莉.變頻器在水處理行業(yè)中的應用.機電信息，2002(16).
關鍵詞：自動化 中央控制系統(tǒng) 檢測 反饋
中圖分類號：TU991 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）05-0034-02
隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展，國民生活水平的不斷提高，自來水的普及面越來越廣，人們對于自身健康意識也越來越強，所以對于自來水的質(zhì)量要求也更加越嚴格，這就迫使自來水廠必須拋棄傳統(tǒng)的經(jīng)驗控制，提高自來水處理的技術，保證高質(zhì)量的自來水供給。
1 工程概述
小昆山水廠（一期）工程位于松江北部原水供水工程斜塘取水口東側(cè)約300米處，北至古浦塘，征地面積約141畝。松江小昆山水廠一期工程設計規(guī)模為20萬M3/D，總體規(guī)劃規(guī)模為40萬M3/D。制水工藝采用最新的深度處理工藝，以達到最新的國家標準各項要求自控儀表設備安裝采用先進的分布式集散控制系統(tǒng)，結(jié)合最新的計算機控制技術、網(wǎng)絡通訊技術，實現(xiàn)整個水廠生產(chǎn)工藝的自動化管理和控制，可極大地提高自來水廠的生產(chǎn)效率和出水質(zhì)量。
2 系統(tǒng)的組成與控制方案
2.1 系統(tǒng)組成
基于整個自動控制系統(tǒng)有數(shù)個控制站，現(xiàn)以某一個一級控制站為例，重點介紹PLC在其中的硬、軟件的設置情況。PLC的硬件配置主要由基架、CPU模塊、電源模塊、數(shù)字量輸入輸出模塊和模擬量輸入輸出模塊、通訊模塊這幾個配置組成，作為基礎配置的基架，采用的是擴展型，置于其上的其他模塊的位置編制除了CPU模塊、電源模塊這兩個模塊其他的模塊位置隨意，一般都是先電源模塊（最左端插槽）其次為CPU模塊，盡管其余的模塊位置沒有講究，但是一旦配置完成之后就不可以再改動。對于硬件中的基架進行撥號設置時，主要是依據(jù)具體情況而定。對于基架的四個撥碼一般均采用16進制，但是“0”號主基架的撥碼例外，需要將其四個撥碼全部設置成“off”狀態(tài)。
2.2 控制方案
加藥系統(tǒng)采用單閉環(huán)自動控制方式見圖1。
由（圖1）可以看出加藥的過程就是一個反饋抑制的過程，首先由中央控制系統(tǒng)設定一個SCD的值，然后依據(jù)原水的一些特征性常數(shù)自動加藥，對混合后的水攪拌之后由SCD檢測水質(zhì)，再將檢測結(jié)果轉(zhuǎn)化成4-20MA信號反饋給PLC，比較得到的反饋值和預先設定的值，經(jīng)過PID的計算來控制變頻器的頻率繼而調(diào)整計量泵的轉(zhuǎn)速，這樣的一個循環(huán)反饋控制，使得自動加藥的量控制在合理的范圍內(nèi)。
加氯系統(tǒng)自動控制方式與漏氯控制方式如下。
前加氯控制方式：前加氯機依據(jù)4-20MA信號對原水進行加氯處理，而這個4-20MA信號則是是PLC3經(jīng)過處理的得到的，主要由中央控制器設定的一個前加氯值與原水的瞬時流量兩者共同決定的。
后加氯控制方式：與前加氯控制方式不同的是，中央控制器對余氯的設定值設定給PCL4而非PLC3，控制后加氯機的加氯量的信號是由PLC3發(fā)出，但是這個信號的決定權在于實測余氯所得值和中央控制器對余氯的設定值。
漏氯控制方式：漏氯的檢測由PCL3負責，一旦發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場氯氣量超過事先的限定值時，它就會自動發(fā)出警報，同時開啟漏氯吸收中和裝置。
濾池過濾與反沖洗控制方式：濾池的恒液位控制方式見（圖2）。
PCL4控制濾池的液位在一個設定的液位，為了保證恒液位，需要比較現(xiàn)場的液位變送器送出的模擬量與事先設定的液位值，如果現(xiàn)場的液位值高于設定液位，PCL就會相應的發(fā)出指令讓出水閥門變大，但是如果情況相反，則出水閥門就會相應的變小，通過這種不斷地循環(huán)反饋系統(tǒng)保證了濾池的恒液位。
恒壓供水控制方式以及水泵的運行：現(xiàn)階段，我國自來水廠的供水方式均采用恒壓供水的方式，主要是通過下（圖3）這樣一套閉環(huán)的反饋控制系統(tǒng)來穩(wěn)定水壓，達到恒壓供水的目的。
與之前的加藥控制的原理基本相似，通過比較現(xiàn)場測定到的水壓和事先給PCL5設定的水壓值來改變變頻器的頻率，繼而改變水泵的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)供水壓，經(jīng)過反復的循環(huán)調(diào)節(jié)最終達到恒壓供水的目的。
其實在自動方式下水泵的運行會遇到很多種不同的情況，在合上變頻器手動開關的那可開始，首先由PCL5檢測水池水位，如果水位符合事先設定的水位，那么變頻器的輸出頻率從0Hz開始上升，隨后由水壓來反饋變頻器的輸出頻率：（1）水壓不足，那么變頻器的輸出頻率就會上升到49Hz，一段時間后，就不得不使用工頻泵。（2）用水量減小，水壓超過預設值，那么輸出頻率就會相應減小，減小出水量，保持出水壓恒定。但是如果在輸出頻率減小之后，水壓依舊很高，那么PCL5就不得不進行計時：計時一定時間后，水壓降到預設值，那么放棄計時，繼續(xù)變頻器的正常調(diào)速運行；計時一段時間之后，水壓依舊高于預設值，PCL5就會單獨運行一臺變頻泵降低出水量，即停止運行工頻泵。中央控制系統(tǒng)對于現(xiàn)場的實時監(jiān)控主要依靠現(xiàn)場相關檢測數(shù)據(jù)的及時輸入，這就要求現(xiàn)場能及時采集數(shù)據(jù)經(jīng)過處理將處理結(jié)果輸入中央控制中心的PC機內(nèi)。
3 結(jié)語
經(jīng)過長期的實踐證明，該自動化系統(tǒng)在自來水廠中的應用具有極大的商業(yè)潛力，主要是因為它同時實現(xiàn)了高質(zhì)量、高效率、高安全系數(shù)以及低能耗，這種自動化處理系統(tǒng)在保證水質(zhì)的前提下大大提高了自來水廠的處理能力，所以值得在水廠中大力推廣。
關鍵詞：水廠，自動化控制
中圖分類號： TU991 文獻標識碼： A 文章編號：
1.引言
水是生命之源，是城市居民生存和發(fā)展的基礎。實現(xiàn)水廠自動化控制，可以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低耗和高效供水，為生產(chǎn)和生活提供便利。因此，加強對水廠自動化控制系統(tǒng)的建立及完善的研究，具有重要的意義。
2.水廠生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡構成
水廠采用的自控系統(tǒng)網(wǎng)絡主要有各種工業(yè)現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)；工業(yè)現(xiàn)場總線具有成本低，介質(zhì)模塊便宜，傳輸速率適中（一般在10M／s以內(nèi)），適合數(shù)據(jù)處理量不大，大多用在工作子站，用得多的是PROFIBUS、MODBUS總線形式等，但使用這些總線有一個共有的缺點就是制定這些總線協(xié)議的廠家基于自身利益的考慮，互不開放，因此也影響了它的推廣及應用。隨著自控技術的發(fā)展，以太網(wǎng)絡以它的開放、高速（100M／s以上），低成本得到廣泛的應用，在大多數(shù)水廠都是以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線混合起來使用，現(xiàn)在PLC廠家都推出了支持以太網(wǎng)的產(chǎn)品，以太網(wǎng)絡也是當今乃至將來工業(yè)自動控制系統(tǒng)網(wǎng)絡的主流。
3水廠生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)技術要點
大多數(shù)水廠都是采用取水、加藥、混凝沉淀、過濾、消毒、加壓送水這樣的典型給水工藝，水廠生產(chǎn)過程自動控制大同小異，而且這方面的文章介紹也很多，在這里著重介紹幾個控制要點：
3．1遠距離數(shù)據(jù)傳輸
很多水廠的取水泵站都遠離凈水廠，這就給取水泵站與凈水廠之間的通訊出了一個難題，從而需要考慮遠距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}。
3．2綜保裝置的運用
鑒于大多數(shù)水廠都有自己的高壓變配電室，采集高壓柜上的各種參數(shù)以及信號在現(xiàn)階段主要有兩種方式，一種是傳統(tǒng)的采集各種繼電器的輸出信號以及通過變送器采集模擬量信號；另一種就是通過綜保裝置采集各種數(shù)據(jù)甚至下達開關指令。現(xiàn)在，隨著技術的進步，價格的下降，綜保裝置以它強大的數(shù)據(jù)通訊能力得到了更廣泛的應用，特別是國產(chǎn)綜保裝置在功能上已經(jīng)與國外產(chǎn)品不相上下，但價格卻便宜近一半。我們在運用綜保裝置時，特別要注意通訊協(xié)議的應用，因為大多數(shù)水廠綜保裝置的采購都不是和自動化建設同時進行的，而國內(nèi)綜保裝置對外通訊通常采用電力部標準通訊規(guī)約———POL-ING，很多都沒有國際通用標準的通訊接口。因此特別是在采購綜保裝置時，一定要提出使用何種協(xié)議，如果能提供和PLC廠家支持的協(xié)議那是最好不過的，比如使用西門子的PLC，而綜保裝置廠家又能提供PROFIBUS總線輸出，那是最好不過了，但根據(jù)我們的經(jīng)驗，像PROFIBUS等協(xié)議是非公開的，你如果要使用它就要付費，這無疑增加了綜保裝置的成本，還有另一種方法就是要求綜保裝置廠家提供公開協(xié)議的輸出，比如說MOD-BUS總線，它是公開的。在實踐中我們就是這樣做的，一般PLC都能提供對MODBUS的支持，而綜保裝置廠家也能提供MODBUS的輸出，這樣兩者就能很好的連接在一起。
3．3加藥加氯的應用
加藥的自控形式有很多種，有采用原水流量信號作為前反饋信號的，并且結(jié)合SCD（游動電流控制儀）后反饋來控制的，它同時考慮了流量變化及反應效果，從理論上來說這種方式是最科學的，也最合理，但由于在國內(nèi)SCD成功運用的案例非常少，所以這種方式其實很難真正的實現(xiàn)；另一種是采用單一的原水流量來控制，同時建立一個數(shù)學模型，將水廠化驗室做得最佳投藥量加入進去，與藥液流量計共同構成一個閉環(huán)的PID全自動加藥系統(tǒng)，此種方式能很好地適應原水水量的變化，但不能適應水質(zhì)的變化，比如原水濁度的忽然變化等，這就需要將化驗室的最佳投藥量及時輸入系統(tǒng)中。這種更適合原水濁度變化不大的水廠采用。
大多數(shù)水廠在加氯這個環(huán)節(jié)的自控都是由加氯機本身自帶的PID控制器來完成的，主要有單環(huán)和復合環(huán)兩種控制方式，單環(huán)主要是用流量計或余氯儀作為控制單元，復合環(huán)則是用兩者一起來控制。其中流量計按照理論上應使用濾后水流量計，但限于國內(nèi)常規(guī)工藝設計，濾后水的流量計達不到安裝要求，即使是勉強安裝，數(shù)據(jù)波動也非常大，使得復合環(huán)控制難以有效地實現(xiàn)。其實對于加氯因為控制精度要求并不高，因此用單環(huán)，比如濾后水的余氯值就可以達到比較滿意的結(jié)果。隨著PLC的廣泛應用及價格的降低，現(xiàn)在也有不使用加氯機本身自帶的PID控制器來控制的，而是用該區(qū)域的PLC工作站來完成，只要加氯機帶有電動調(diào)節(jié)裝置，就可以在PLC中實施一個PID控制，同樣能達到很好的效果，而且比起加氯機本身自帶的PID控制器成本要降低不少，這也是將來運用的方向。
3．4濾池及反沖洗
大多數(shù)水廠的濾池主要是虹吸雙閥濾池、普通快濾池、V型濾池這三種，在濾池的自動控制中，采用什么工藝的濾池并不重要，因為對濾池的控制主要是正常生產(chǎn)，即過濾的控制以及自動反沖洗的控制。因為單個濾池的設備以及儀表較多，通常的做法是在每個濾池（或兩個濾池共一個）設一個現(xiàn)場控制箱，里面安裝一套分布式遠程I／O，也可以在本地建立一個PLC控制子站，在本地建立一個控制子站的好處是即使濾池工作站出故障，控制子站仍然能夠正常處理濾池的運行，這就降低了故障風險。將各個閥門及儀表的信號連入本控制站，控制站與控制站之間通過相應的總線（PROFIBUS－DP或MODBUS等）連接起來至濾池工作站PLC?，F(xiàn)在隨著有些設備智能化程度的提高，特別是一些國外品牌的電動頭，里面都有總線接口，只須將電源接入，再將遠程I／O的總線接口與所有閥門的總線接口之間用通訊電纜連接起來就可以了，這樣本地的控制站就能控制閥門并獲得大量翔實的閥門數(shù)據(jù)，這與普通的采用電纜將閥門信號連入PLC要省去大量的電纜，因為一個濾池的閥門是非常多的，普通快濾池、V型濾池都有多達4個以上的閥門，用總線的話，只需一根通訊電纜就可以將這些閥門與本控制站聯(lián)系起來，而且在PLC中寫控制程序時也非常方便，只要將地址對應好就可以了，查找故障也很方便，因為本身能通過通訊采集到大量的閥門數(shù)據(jù)。以后隨著智能化設備的推廣，這種方式一定會得到廣泛的應用。
在控制濾池正常工作時，主要是保持一個恒水位過濾。濾池水位的變化是受進水量的變化、過濾周期、待濾水濁度等因素影響的。由于濾池恒水位的過濾要求是保證待濾水流量與濾后水流量基本恒定，因此轉(zhuǎn)化為各個濾格的水位保持恒定。用PID閉環(huán)控制可以根據(jù)水位的變化實時控制清水閥的開度，把所有影響水量變化的條件轉(zhuǎn)化為對濾格水位的控制。濾格水位的控制是一個典型的PID閉環(huán)控制系統(tǒng)，控制過程是：具有參數(shù)可調(diào)的PID方程根據(jù)設定值和過程變量輸入之間的誤差，經(jīng)運算后把輸出信號傳送給輸出附加處理程序，再輸出給控制閥，對整個過程進行控制。即實際水位比設定水位的值大得越多，輸出的開度就越大。開度增大的數(shù)值是由一定累積時間內(nèi)水位上升的速度及實際水位和設定水位的差值共同決定的。反映為進水流速越快，清水出水閥開度越大，反之亦然。PID方程計算的目標是把受控的過程變量保持在設定值，輸出處理程序是把PID方程的運算輸出按一定的規(guī)律輸出給清水閥。
3．5在線儀表的選用經(jīng)驗
一般水廠都有很多的在線儀表，大多數(shù)的在線儀表都接入了水廠的自動化生產(chǎn)系統(tǒng)當中，為水廠的生產(chǎn)提供翔實的數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)傳輸至PLC控制系統(tǒng)中一般有兩種方式，一個是兩線制的模擬量傳輸，現(xiàn)在大多數(shù)儀表的輸出都是4～20mA，它的好處就在于傳輸距離遠，衰減少，阻抗高（250Ω）；另一種也是用總線方式傳輸，它特別適合很多儀表安裝在一起，而要傳輸?shù)哪康牡赜直容^遠，但這種帶總線接口輸出的儀表價格也要貴得多。
儀表特別要注意的地方就是防雷，以筆者的經(jīng)驗，在儀表的一端加裝防雷模塊是必要的，但有些儀表即使是裝了防雷模塊效果也不好，比如清水池內(nèi)安裝的投入式液位計，在北方多雷區(qū)，被雷擊打壞的情況非常多，但在采用了超聲波液位計的水廠，超聲波液位計從未被打壞過，說明在與水接觸后，遭遇雷擊的機會大大增加。建議在資金條件允許的情況下，清水池內(nèi)的液位計可優(yōu)先選擇超聲波液位計。
4結(jié)束語
各水司在建立以及完善自動化控制系統(tǒng)中，應遵循合理化、網(wǎng)絡化、信息共享化、滿足工藝要求來進行考慮和規(guī)劃。水廠采用高技術手段進行自動化建設，最終是要提高經(jīng)濟效益，達到提高水質(zhì)、提高安全生產(chǎn)；降 低電耗、藥耗、漏耗的目的。
參考文獻
【關鍵詞】電氣自動化；自來水廠；設備；維護
人們在日常的生產(chǎn)和生活中所用的自來水都是自來水廠經(jīng)過嚴格的處理、消毒之后運用輸水管網(wǎng)向各家各戶輸送的。自來水廠的標準達到了國家飲水的標準要求，自來水廠是城市服務中非常重要的設施，與人們?nèi)罕姷纳钣兄o密的聯(lián)系。它主要是利用取水泵將來自江河湖泊和地下、地表的水源經(jīng)過消毒、沉淀和過濾等程序后在由泵站傳送到群眾家中的。在自來水生產(chǎn)過程中將電氣自動化應用進對于自來水廠的發(fā)展具有極其重要的意義，不僅可以有效的確保供水的安全和優(yōu)質(zhì)同時，也確保了供水生產(chǎn)的科學、高效和合理性，使供水企業(yè)內(nèi)部發(fā)展具有一致性更利于供水作用的發(fā)揮特別是在當前科學技術快速發(fā)展的前提下，供水企業(yè)要想加快現(xiàn)代化的發(fā)展步伐電氣自動化的應用具有迫切性和必然性。
1 自來水廠電氣自動化應用的主要設備
水廠電氣自動化系統(tǒng)需要分為四個工作站即水源站、加藥站、濾池站和送水泵站同時還需要對供水系統(tǒng)、加氯系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)和加藥系統(tǒng)進行自動化通過設立一個中心控制好來對整個自來水廠進行統(tǒng)一調(diào)度電氣自動化系統(tǒng)由三層結(jié)構組成分別為信息管理層、控制層和檢測執(zhí)行層。
1.1 視頻監(jiān)控設備監(jiān)控設備主要由攝像機、硬盤錄像機和監(jiān)視器所組成，在這些組成設備中對于攝像機的要求較高需要高性能，而且經(jīng)國家防爆認證的品牌攝像機，而對于室內(nèi)使用的攝像機則以一體化快球攝像機為主，室外則以彩色低照度攝像機為主，這樣對于系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠的運行具有極其重要的意義。
1.2監(jiān)控系統(tǒng)主機監(jiān)控系統(tǒng)主要是對自來水廠的所有電氣自動化系統(tǒng)實施監(jiān)視、控制和數(shù)據(jù)采集，其主要功能有運用通信通道向各個遠程終端單元采集主要工藝參數(shù)及運行狀態(tài)。向每個被控站發(fā)送控制指令，通過站控系統(tǒng)執(zhí)行完成運行參數(shù)采集及狀態(tài)、動態(tài)趨勢、歷史趨勢和模擬流程顯示等運行事件對資料的存儲和記錄、運行報表和事故狀態(tài)報告打印、數(shù)據(jù)處理以及系統(tǒng)故障檢測和報警。
1.3 數(shù)據(jù)采集卡根據(jù)實際需要和對各種PCI型號的數(shù)據(jù)采集卡進行比較，最后選擇PCI1711這種數(shù)據(jù)采集卡PC-1711是12位的低損耗多功能采集卡，具有獨特的電路設計和完善的數(shù)據(jù)采集與控制功能，支持即插即用具有FIFO的高速緩存河靈活設定輸入類型和范圍具有16通道單端模/數(shù)輸入16通道數(shù)字I/O和2通道數(shù)模輸出采集速率可達100kHz一可編程的計勃計時器可作為A/D轉(zhuǎn)換的速度觸發(fā)，同時具有通道自動搜索功能內(nèi)部結(jié)構主要有單端模擬輸入通道、模擬輸出通道和觸發(fā)源連接三部分用戶，可以根據(jù)每個通道不同的輸入電壓類型來進行相應的輸入范圍設定所選擇的增益值將儲存在SRAM中這種設計保證了為達到高性能數(shù)據(jù)采集所需的多通道和高速采樣。
1.4傳感器：（1）對壓力監(jiān)測時采用DPM100數(shù)字壓力表DPM100數(shù)字壓力表，主要由壓力傳感器和信號處理電路組成壓力傳感器性能優(yōu)越具有精度高航腐蝕航?jīng)_擊航震動高穩(wěn)定性無充油介質(zhì)等優(yōu)點，信號處理電路采用最新超低功耗處理器和信號處理芯片及電源管理芯片組成，采用大容量6V高性能鏗電池以保證儀表精度，性能和工作時間，設計合理，精妙對傳感器進行了非線型校正和溫度補償?shù)耐瑫r具備高效率和超低功耗等特性。（2）對流量監(jiān)測我們采用FR820數(shù)字流量計FR820數(shù)字流量計是一種由渦輪流量傳感器和智能積算儀組成的一體化流量測量數(shù)字儀表該流量計可直接安裝在管道上，替代由渦輪流量傳感器渦輪信號放大器、流量積算儀三部分組成的測量系統(tǒng)產(chǎn)品結(jié)構緊湊、安裝方便并具有較低的生產(chǎn)成本、安裝費用和較高的測量精度。
2 自來水廠自動化設備的維護
水廠電氣自動化系統(tǒng)作為一個智能的控制系統(tǒng)，其在長期生產(chǎn)過程中有效的提高了水廠的生產(chǎn)能力降低了員工的勞動強度，確保了生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性。但在長期運行過程中不可避免的會有故障發(fā)生廠旦發(fā)生故障不能及時進行修理維護，則會導致生產(chǎn)工藝的自動化系統(tǒng)變?yōu)榘胱詣踊到y(tǒng)，所以對于電氣自動化系統(tǒng)進行維護具有極為重要的意義。目前對于水廠自動化系統(tǒng)普遍存在一些問題，由于自動化配件具有更新快的特點這樣就導致水廠自動化系統(tǒng)中的配件出現(xiàn)問題時出現(xiàn)了更換上的困難部分配件早已停產(chǎn)，所以無法購置到相同型號和規(guī)格的配件，而且常規(guī)的配件采購渠道也存在著不暢通的情況，再加之缺乏高素質(zhì)的電氣自動化人才這樣就導致自動化系統(tǒng)出現(xiàn)故障后較長時間內(nèi)處不到具體的維修，在很大程度上影響了電氣自動化系統(tǒng)在自來水廠應用過程中各項性能的有效發(fā)揮。
3 電氣自動化人才培養(yǎng)
自來水廠電氣自動化的應用過程中其維護具有極其重要性。維護方法中極為重要的一部分即是需要加強對電氣自動化人才的培養(yǎng)，自來水廠電氣自動化系統(tǒng)安裝完成后在后期的使用過程中維護工作極其重要，這就需要具有高素質(zhì)和高技術水平的電氣自動化人才，這才是確保電氣自動化能夠穩(wěn)定運行的關鍵。對電氣自動化人才培養(yǎng)的最好的辦法就是在電氣自動化系統(tǒng)安裝時，讓員工直接接觸控制設備與安裝人員一起經(jīng)歷自動化系統(tǒng)安裝、調(diào)試的整個過程，這將使員工對新系統(tǒng)增強感性認識，操作人員能更好理解系統(tǒng)為何按某一特定方式安裝為應付突然出現(xiàn)的故障及惡劣運行環(huán)境下維護做好準備。另外焙養(yǎng)員工掌握自動化控制基本理論掌握自動化控制系統(tǒng)的分析和常用生產(chǎn)控制系統(tǒng)的設計方法，具備電氣設備的安裝、調(diào)試、運行和維修能力是現(xiàn)階段供水企業(yè)的重要問題。
由于人口的不斷增加同時經(jīng)濟的快速發(fā)展人們在生產(chǎn)生活中對水的需求量不斷增加，為了確保自來水企業(yè)能夠更好的做好各項生產(chǎn)和服務工作，則需要加快電氣自動化的應用有效提高自來水廠生產(chǎn)運行自動化的水平，對管網(wǎng)的運行情況進行監(jiān)視確保網(wǎng)絡運行的可靠性和通訊的完整性，為自來水廠的生產(chǎn)、服務、經(jīng)營和管理提供多方面的技術支撐，確保企業(yè)運行的不斷優(yōu)化在電氣自動化應用過程中經(jīng)濟效益的增加，電氣自動化系統(tǒng)在應用上具有較大的便利性，而且性能和經(jīng)濟性也較好有效的保證了供水企業(yè)的投資利益的實現(xiàn)。
參考文獻：
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關鍵詞：自來水廠 投加藥系統(tǒng) 自動化改造
1．概述
臨汾市自來水公司凈水廠座落在城西南3.5公里處，占地42907m2（含龍祠水源站），其水源設計取水量為8.64萬噸/日，是自來水公司龍祠水源地水處理廠。
生產(chǎn)工藝流程：引龍祠源水加壓至凈水廠，經(jīng)投藥、沉淀、澄清、過慮、消毒，再經(jīng)水質(zhì)檢驗符合國家飲用水衛(wèi)生標準后，由泵房加壓送入城市和臨鋼配水管網(wǎng)，生產(chǎn)工藝中生活飲用水投加石灰軟化工藝，當時在國內(nèi)城市供水行業(yè)中很少使用。
主要生產(chǎn)崗位設置有龍祠站、投藥、慮池、加氯、泵房、變電、化驗、電氣、機械維修等崗位十一個，凈水工藝、輸配水等崗位目前均采用四班工作制。
凈水廠取用梁山東麓西平山腳下地龍子祠泉排泄形成的地泉水為供水水源，屬地下水性質(zhì)，同時因存在一定的流域過程，暴露于自然界，又具有易受氣候、人為因素等污染的地表水特性。龍祠子泉在流經(jīng)巖層過程中懸浮物和膠體雜質(zhì)大部分截留，故有水質(zhì)清澈，水質(zhì)、水溫較穩(wěn)定的特點。龍祠泉水因溶解了巖層中的礦物質(zhì)，含鹽量較高，屬HCO3—SO4—Ca—Mg型，總硬度在540mg/L（以CaCO3計）左右，高于國標，因此，凈水廠選用了藥劑軟化法來降低水的硬度，使出廠水質(zhì)能夠全面達到GB5749—85生活飲用水衛(wèi)生標準。
2．凈化工藝
2.1 投藥系統(tǒng)
投藥樓是配置軟化劑及混凝劑，并將其投加到反應構筑物中，用于去除水中暫時硬度的場所。其操作工藝如下：
將生石灰初步熟化后通過卷揚機輸送至工作平臺，經(jīng)消石灰機完成熟化，篩除雜質(zhì)，形成石灰乳液后投入石灰攪拌池中進行攪拌，并配置成濃度為2.5％的石灰乳液，利用泥漿泵輸送至澄清池第一反應室。
混凝劑使用硫酸亞鐵，它是一種半透明的純結(jié)晶體，在堿度高的水中會形成三價的鐵離子，在PH≥9的水中具備優(yōu)良的絮凝效果。硫酸亞鐵配置成溶液后經(jīng)耐腐蝕泵提升至高位溶液池，利用重力投加的方式輸送到澄清池前的進水管。硫酸亞鐵溶液濃度在15％左右，千噸水消耗低于12千克。
2.2 進水儀表間
源水通過龍祠站送水泵房加壓輸送到凈水廠，通過工藝管道中13個電動閥門，可根據(jù)源水水質(zhì)及城市與臨鋼用水需要形成六種生產(chǎn)工況，從而完成澄清、過慮、消毒等工藝流程，輸送到用戶。
3、投藥子站的自動化改造
3.1 投藥子站控制系統(tǒng)
圖1投藥子站控制示意圖
3.2 中央控制器
中央控制器采用SIEMENS公司S7－300系列PLC，現(xiàn)場操作用了TP170A觸摸屏，PLC采集源水流量、藥液濃度、澄清池內(nèi)的PH值和濁度值、指令狀態(tài)、計量泵工作狀態(tài)等參數(shù)，并通過控制方法的計算輸出控制量，控制輸出計量泵的投加量、工作狀態(tài)、液位濃度報警、水質(zhì)指標異常報警等信息。PLC本機內(nèi)置PROFIBUS標準接口，以備將來水廠聯(lián)網(wǎng)。
系統(tǒng)中的2套計量泵，一用一備用，通過操作員在TP170A上手動切換。系統(tǒng)中有兩套化工泵，這兩套泵都掛接在變頻器上，通過操作員在TP上的手動切換來實現(xiàn)一用一備用。
外部接線說明
變頻器故障信號：INV_F_1 白（帶字）INV_F_2 白（不帶字）
計量泵1啟停信號：LK1_S_LLK1_S_N
計量泵2啟停信號：LK2_S_LLK2_S_N
變頻器啟停信號：INV_L 籃 INV_N淺藍
切換到化工泵1：Ca1_L 黃（不帶字）Ca1_N 綠
切換到化工泵2：Ca2_L 黃（帶字）Ca2_N綠
計量泵1控制器電源：LK1_L紅LK1_N籃
計量泵2控制器電源：LK2_L咖啡LK2_N淺藍
計量泵1三相電源：LK1_U黃(帶字)LK1_V白LK1_W 綠
計量泵2三相電源：LK2_U黃（不帶字）LK2_V白LK2_W綠
流量1信號線：FL1_1 FL1_2 白黑
流量2信號線：FL2_1 FL2_2 白黑
PH1信號線：PH1_1 PH1_2 白黑
PH2信號線：PH2_1 PH2_2 白黑
液位1信號線：LEV1_1 LEV1_2 白黑（CaOH）
液位2信號線：LEV2_1 LEV2_2 白黑（FeSO4）
濁度1信號線：TUR1_1 TUR1_2 紅綠
濁度2信號線：TUR2_1 TUR2_2 白黑
石灰濃度：FCa_1 FCa_2白黑
硫酸亞鐵濃度：FFe_1 FFe_1白黑
流量1電源線：FL1_LFL1_N （RVV3*1.5）
流量2電源線：FL2_LFL2_N （RVV3*1.5）
PH1電源線：PH1_LPH1_N （RVV3*1.5）
PH2電源線：PH2_LPH2_N （RVV3*1.5）
液位1電源線：LEV1_LLEV1_N （CaOH）（RVV3*1.5）
液位2電源線：LEV2_LLEV2_N （FeSO4）（RVV3*1.5）
濁度1電源線：TUR1_LTUR1_N （RVV3*1.5）
濁度2電源線：TUR2_LTUR2_N （RVV3*1.5）
石灰濃度電源線：FCa_LFCa_N（RVV3*1.5）
硫酸亞鐵濃度電源線：FFe_LFFe_N（RVV3*1.5）
計量泵1開度控制信號線：LK1AO_1LK1AO_2 白黑
計量泵2開度控制信號線：LK2AO_1LK2AO_2 紅綠
變頻器給定值信號線：INSP_1 INSP_2 白黑
接地線：黃（RVV3*1.5）
l測點：
1．模擬量輸入：流量1，流量2，PH1，PH2，液位1，液位2，石灰濃度，硫酸亞鐵濃度，濁度1，濁度2。
2．模擬量輸出：計量泵1開度控制，計量泵2開度控制，變頻器速度給定值。
3．開關量輸入：急停，運行/停止
4．開關量輸出：計量泵1啟停控制，計量泵2啟停控制，變頻器啟停控制，化工泵切換1，化工泵切換2。
TP170A觸摸屏操作
1．啟動畫面：見下圖，左上角為時間顯示，該畫面一共有八個按鈕和一個輸入框，該輸入框用于輸入管理員密碼。八個按鈕中除了“登陸”和“注銷”外每一個按鈕分別對應一個子畫面。
2．登陸方法： 在輸入框輸入管理員密碼后按“登陸”按鈕即可。
3．注銷方法：系統(tǒng)設置為五分鐘后自動注銷，也可手動按“注銷”按鈕主動注銷登陸。
4．當要輸入數(shù)值或密碼時，會自動出現(xiàn)如下圖的軟鍵盤，按回車鍵確定輸入或按“ESC”取消輸入，這兩種情況都回返回前一個畫面。
5．按“主畫面”按鈕，進入主畫面如下圖所示，這里顯示所有的儀表即時數(shù)值。按“返回”按鈕可返回啟動畫面。
6．按“計量泵”按鈕，進入下圖所示畫面，用于控制硫酸亞鐵的投放量，開度越大投放的量就越多。分手動和自動兩種投放方式。
7．按“變頻器”按鈕，進入下圖所示畫面，用于控制石灰的投放量，頻率越大投放的量就越多。也分手動和自動兩種投放方式。
8．按“選擇澄清池”按鈕，進入下圖所示畫面，用于選擇控制系統(tǒng)的回饋，只要按實際的生產(chǎn)情況選擇就可以了。
9．按“時間設計”按鈕，進入下圖所示畫面，用于修改控制系統(tǒng)的時間，只要按實際的時間、日期輸入就可以了
三、結(jié)論
關鍵詞：可編程控制器現(xiàn)場總線污水處理廠
一、引言
水是人類生活和國民經(jīng)濟發(fā)展的不可或缺的重要部分，隨著科技水平的飛速發(fā)展和人類生活水平的巨大提升，對于潔凈的優(yōu)質(zhì)的水源的需求也不斷急劇釋放。為建設可靠、穩(wěn)定、先進、經(jīng)濟以及可擴展的合理的水處理自動化系統(tǒng)成為工程界和城市水行業(yè)營運管理部門共同關心的問題。微電子、通信、計算機技術的發(fā)展大大提高了水處理控制系統(tǒng)的信息化和智能化程度，與3C技術相結(jié)合的PLC以其卓越的可靠性、抗干擾性以及靈活的控制方式成為水處理自動化系統(tǒng)的核心控制器，其與開放的網(wǎng)絡通信系統(tǒng)一起，共同推動著水處理自動化系統(tǒng)的智能化程度的發(fā)展。
水處理行業(yè)主要分為凈水處理和污水處理兩大部分。凈水廠控制系統(tǒng)通常分為水廠調(diào)度系統(tǒng)、加藥間（加氯間）PLC控制站、濾站PLC控制站、送水泵房PLC控制站等。各個控制站相對獨立工作，通過有線網(wǎng)絡進行通訊，將所有的數(shù)據(jù)信息送到水廠調(diào)度室進行處理，或?qū)⒁徊糠謹?shù)據(jù)通過調(diào)度系統(tǒng)以無線（或有線）通訊的方式送到城市的調(diào)度中心。對于污水處理來說，要根據(jù)污水水源地狀況來確定污水處理的工藝流程，由于污水處理工藝的不同而自控系統(tǒng)應用PLC的要求也有所不同。一般講，整個污水處理廠都有總控室和多個現(xiàn)場控制站，站與站之間通過控制器層網(wǎng)絡或信息層網(wǎng)絡相連，然后全部連接到總控室，總控室的多臺計算機、工作站和圖形站都用信息層網(wǎng)絡連接，這樣和現(xiàn)場控制站構成了集中管理，分散控制，高速數(shù)據(jù)交換的工廠級自動化網(wǎng)絡[1].PLC自控系統(tǒng)是水處理廠的控制核心部分，對其合理的選型和設計，對污水廠能否高效、自動化的運行非常重要。然而，PLC網(wǎng)絡又是其中的重中之重，網(wǎng)絡的好壞直接影響到污水廠的正常運行。
二、系統(tǒng)構成
污水處理廠自控系統(tǒng)一般包括污水廠部分和廠外泵站部分。監(jiān)控系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡和PLC是污水處理自動化系統(tǒng)的核心組成部分，它們的性能對污水處理自動化系統(tǒng)會起到?jīng)Q定性的作用[2].根據(jù)污水處理自動化本身的特點和監(jiān)控需求選擇合適的PLC及通訊網(wǎng)絡是保證污水處理自動化系統(tǒng)性能的重要因素。
通信網(wǎng)絡：
在污水處理自動化系統(tǒng)的結(jié)構上，國內(nèi)在管理體制上主要采用三級管理，即監(jiān)控總中心、區(qū)域監(jiān)控分中心和監(jiān)控站。由于監(jiān)控站不直接對污水處理廠的外場設備進行直接控制，因此工程界按照系統(tǒng)結(jié)構的劃分把監(jiān)控系統(tǒng)劃分為信息層、控制層和設備層。
第一層為信息層，主要負責大量信息及不同廠家不同設備之間的信息傳輸，工業(yè)以太網(wǎng)Ethernet為目前較常用的一種信息網(wǎng)絡，世界各大PLC生產(chǎn)廠商均支持工業(yè)以太網(wǎng)，并且他們在原有TCP/IP的基礎上，相繼開發(fā)出實時性更高的工業(yè)以太網(wǎng)，如歐姆龍和羅克維爾支持的Ethernet/IP，施奈德支持的Modbus-TCP/IP以及西門子支持的ProfiNet等。由于Ethernet的信息量大，因此在污水處理廠自動化系統(tǒng)中以太網(wǎng)主要用于各個控制分站與監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)傳輸，包括各種傳感器數(shù)據(jù)等大量歷史數(shù)據(jù)信息。
第二層為控制層，主要采用現(xiàn)場總線組成隧道區(qū)域控制器網(wǎng)絡，其特點是由于采用了標準總線組網(wǎng)，既能滿足實時通信的要求，又具有開放協(xié)議的標準接口，能在總線上方便的掛接各種外場設備，有利于監(jiān)控系統(tǒng)的擴展。目前，現(xiàn)場總線有40多種，在污水處理廠自動化系統(tǒng)中應用的現(xiàn)場總線主要有ControllerLink、LonWorks、Inetrtbus、Profibus、Can和Modbus.他們的共同特點是高速、高可靠，適合PLC與計算機、PLC與PLC及其它設備之間的大量數(shù)據(jù)的高速通訊。為使系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠，控制層的網(wǎng)絡結(jié)構多采用環(huán)網(wǎng)的方式組成，包括線纜型和光纖作為傳輸介質(zhì)，具體組網(wǎng)將在后面作出實例說明。
第三層為設備層，這一層用于PLC與現(xiàn)場設備、遠程I/O端子及現(xiàn)場儀表之間的通訊，它們有DeviceNet、Modbus以及Profibus/DP等，其中DeviceNet已經(jīng)成為工業(yè)界的標準總線而得到了廣泛的應用，而Profibus/DP雖然沒有成為標準，但是它的應該也相當廣泛。
值得指出的是，近來年以太網(wǎng)的廣泛應用使得人們把目光投向了現(xiàn)場總線上來，工業(yè)以太網(wǎng)是否最終將取代現(xiàn)場總線仍然是一個爭論的話題。然而，不論是Ethernet/IP還是Modbus-TCP/IP，以太網(wǎng)在一些重要的性能指標上仍然無法具有現(xiàn)場總線的特點和優(yōu)勢。從本質(zhì)上來講，以太網(wǎng)的載波幀聽沖突監(jiān)測CSMA/CD的訪問方式，實時性并沒有現(xiàn)場總線采用的令牌總線和令牌環(huán)的訪問方式高，不論人們采用何種方式，如協(xié)議封裝、分時訪問控制等，都只能改善以太網(wǎng)的實時性，起不到本質(zhì)的改變。在當前技術還未完全成熟之前，現(xiàn)場總線應用于控制層，是一個積極和穩(wěn)妥的選擇。隨著以太網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，今后其取代現(xiàn)場總線而用于控制層也是很有可能的。
監(jiān)控分中心及上位監(jiān)控軟件：
監(jiān)控分中心一般將設置多臺SCADA工作站（工控機）。分別用于水廠調(diào)度系統(tǒng)、加藥間（加氯間）、濾站、送水泵房等監(jiān)控，完成污水廠內(nèi)各種設備的狀態(tài)顯示、自動控制、半自動控制、打印報警、分析報表等工作。同時，監(jiān)控分中心還將設置了多臺服務器，為其它計算機提供支援和與監(jiān)控總中心進行通信。
PLC的選擇：
施奈德（Schneider）、西門子（Siemens）、歐姆龍（Omron）、羅克維爾（Rockwell）、通用電氣（GE）是全球五大PLC制造廠商和整體方案的提供者，他們的產(chǎn)品面向各自不同的領域，其中在污水處理自動化系統(tǒng)的應用方面，又以羅克維爾、歐姆龍和施奈德的應用最為廣泛。
污水處理自動控制系統(tǒng)對PLC的性能提出了更高的要求，作為污水處理自動控制系統(tǒng)的核心控制器，其必須具備以下幾大功能特點：首先本身必須穩(wěn)定可靠，并具有預先處理數(shù)據(jù)和集中傳輸數(shù)據(jù)的能力，具有較高的故障保護能力；其次，控制分站本地控制器可以獨立承擔控制分區(qū)的基本控制任務，即使監(jiān)控站或者監(jiān)控中心因故障停止運行，相鄰區(qū)域的控制器也能交換數(shù)據(jù)信息；再次，當某控制站的控制量出現(xiàn)變化時，可按預定方案和程序采取相應的算法，對相關區(qū)域的控制對象，比如泵或者加藥系統(tǒng)等做出相應的調(diào)整。因此，它必須至少有如下功能模塊，數(shù)據(jù)采集存儲處理功能（實現(xiàn)集中和獨立工作方式，尤其是在獨立控制時能與相鄰控制器實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換）；通信功能、容錯功能、自動診斷功能和本地操作功能（即能帶觸摸屏）。
必須綜合考慮整個監(jiān)控系統(tǒng)的性能要求和自然條件以及運營周期對設備的要求進行選擇，尤其在極端氣候和惡劣環(huán)境狀況條件下或較大規(guī)模的污水處理廠，需要選擇性能更好的雙機熱備冗余的PLC，如Schneider的2Quantom系列、Rockwell的2ControlLogix、Omron的CS1D系列、Siemens的S7-417系列；區(qū)別在于Omron的雙系統(tǒng)是在一個底板上實現(xiàn)，而Siemens等是兩個底板通過光纖連接，會在一定程度上占用控制柜的空間，但他們的配置都很靈活，可以任意實現(xiàn)雙CPU雙電源、雙CPU單電源、單CPU單電源多種冗余結(jié)構。
在一般的環(huán)境狀態(tài)的時候或較小規(guī)模的污水處理廠，多采用標準的機型作為現(xiàn)場控制器，如Schneider的Quantom140系列、Rockwell的ControlLogix、Omron的CS1系列、Siemens的S7-400系列等；他們都支持工業(yè)以太網(wǎng)和多種現(xiàn)場總線，控制方式采用遠程帶CPU的智能分布式結(jié)構，系統(tǒng)開放性和兼容性強，豐富的I/O及高功能模塊，完全滿足污水處理自動控制系統(tǒng)對信號處理的要求。三、應用案例
下面以天津咸陽路污水處理廠為例[3]，具體說明污水處理廠自動控制系統(tǒng)的組成，控制系統(tǒng)拓撲圖如圖一所示：
信息層：咸陽路污水處理系統(tǒng)因其分布面積較大，廠區(qū)內(nèi)共有5個PLC分站：預處理系統(tǒng)分控主站PLC1、生物處理系統(tǒng)分控主站PLC2、污泥處理系統(tǒng)分控主站PLC3、出水及雨水系統(tǒng)分控主站PLC4和污泥消化系統(tǒng)PLC5，使用的CPU均為OMRON的CS1H-CPU66H.該功能層實現(xiàn)污水處理廠各單元過程所有過程參數(shù)、設備運行狀態(tài)及電氣參數(shù)的數(shù)據(jù)采集，單元過程及設備的控制，并通過OMRON網(wǎng)絡模塊CS1W-ETN21，和中央控制室通過赫斯曼太網(wǎng)交換機，組成100M光纖以太環(huán)網(wǎng)，向監(jiān)控層傳送數(shù)據(jù)和接受監(jiān)控層控制指令。在中控室中，作為工業(yè)以太網(wǎng)結(jié)點的系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務器、兩臺工程師/操作員站計算機、打印機、UPS電源及監(jiān)視屏等設備，其主要職能是進行系統(tǒng)中的信息交換與信息顯示及控制。該層通過上位監(jiān)控軟件實現(xiàn)對主要工藝設備的控制和調(diào)度，對污水處理全過程中的工藝參數(shù)進行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、優(yōu)化和調(diào)整，對主要工藝流程進行動態(tài)模擬和趨勢分析、實時數(shù)據(jù)處理和實時控制，在控制組態(tài)上實現(xiàn)各種常規(guī)與復雜的優(yōu)化控制、專家控制、模糊控制等先進的智能控制。同時，功能強大與穩(wěn)定的實時和歷史數(shù)據(jù)庫亦通過以太網(wǎng)成為上下層間的信息通道。污水廠中控室控制站還通過RIAMBView和信息中心、便攜計算機及廠外泵站（咸陽路泵站、密云路泵站）等處進行遠程通訊，RIAMBView具備遠程數(shù)據(jù)服務（最適合SCADA）功能，通過寬帶接收或發(fā)送相關數(shù)據(jù)，實現(xiàn)遠端對部分實時畫面、進程數(shù)據(jù)庫的訪問。
此外廠長辦公室計算機和數(shù)據(jù)庫服務器組成的局域網(wǎng)即構成了廠區(qū)管理層。通過關系數(shù)據(jù)庫和相關的管理軟件，為決策者提供了各項生產(chǎn)及運營的調(diào)度管理所必須的信息平臺。該層和過程監(jiān)控層，與Internet接軌但有著較高的網(wǎng)絡安全防護功能，僅授權的用戶等級可對進程數(shù)據(jù)庫進行訪問。
控制層：控制器網(wǎng)絡（ControllerLink）是建立在一種令牌總線或者令牌環(huán)網(wǎng)絡通訊協(xié)議上的通訊機制，它通過PLC上的CLK模塊與其它站PLC上的CLK模塊或計算機上的板卡相配合，在板卡之內(nèi)建立一個數(shù)據(jù)交換區(qū)。該網(wǎng)可以采用雙絞線通訊電纜或者多模光纜通訊，線纜其最大通訊速率為2M，最大距離達1km，光纜通訊速率為2M，最大通訊距離為30KM.本系統(tǒng)中，預處理系統(tǒng)分控主站PLC1包括進水泵房、沉砂池，同時通過控制器網(wǎng)絡總線串接到其下三個初沉池、初沉污泥泵房分站（PLC1-1、PLC1-2、PLC1-3）；生物處理系統(tǒng)分控主站PLC2包括：鼓風機房、加氯間，同時通過ControllerLink總線串接到其下五個二沉池、曝氣池、回流泵房分站（PLC2-1、PLC2-2、PLC2-3、PLC2-4、PLC2-5）。所有控制器網(wǎng)絡子站所用CPU型號均為CS1H-CPU44H.
污水處理流程中的各檢測儀表均為在線式智能儀表，變送器均帶有數(shù)字顯示裝置并通過可編程序控制器（PLC）的接口傳送標準的模擬、數(shù)字信號。
系統(tǒng)特點：
1、高可靠與高穩(wěn)定性：環(huán)形冗余以太網(wǎng)方案的出現(xiàn)則保證了系統(tǒng)更高的可靠性，單一點的鏈路中斷不會造成網(wǎng)絡通訊的中斷；而控制器網(wǎng)絡作為OMRON專用的，能在CS系列PLC或上位工控機之間建立靈活方便的傳送和接收大量數(shù)據(jù)的工廠自動控制網(wǎng)絡，與自控系統(tǒng)在通訊方面有極高的穩(wěn)定性。充分體現(xiàn)了集中管理分散控制的原則，也保證了高可靠與高穩(wěn)定性。與此同時，omron基于工業(yè)以太網(wǎng)的FINS（FactoryInterfaceNetworkService）通訊服務（FINS通訊服務功能），即使在通訊負擔較大的環(huán)境下，仍可保持高穩(wěn)定性的通訊效果。除網(wǎng)絡部分外，自控系統(tǒng)通過下列技術與工程措施，也確保了系統(tǒng)的長期穩(wěn)定可靠運性：整個系統(tǒng)選用符合工業(yè)級標準的成熟定型產(chǎn)品；PLC模塊具有自診斷（檢錯）與容錯功能；PLC控制柜內(nèi)具有完善的抗干擾及防雷等技術措施；中控室及現(xiàn)地控制站設備均具備供電冗余功能；即使在上位機發(fā)生故障或通信中斷時，現(xiàn)地控制站亦可以在手動模式下獨立完成基本局部控制；
2、高擴展性：工業(yè)以太網(wǎng)具有向下兼容性。對于雙絞線或光纖介質(zhì)，如果將傳輸速度從10Mbps提升到100Mbps，在大多數(shù)場合不需要改變現(xiàn)有的布線，只需更新網(wǎng)絡設備即可。同樣，如果將本系統(tǒng)主干網(wǎng)從100Mbps以太網(wǎng)提升到千兆以太網(wǎng)，只需升級網(wǎng)絡傳輸設備，而無需重新鋪設光纜；
3、開放性：系統(tǒng)對用戶是開放的。設備的增減、控制方案的選取、系統(tǒng)的擴縮與維護等，用戶都可以在廣泛的設備環(huán)境下便利地自己完成。所有硬件接口，軟件協(xié)議全部按開放性的標準設計、編制。此外OMRON串行口的協(xié)議宏功能，使得開發(fā)方不需要編寫專門的通信程序與第三方設備進行通信，原則上OMRONPLC能和任何帶RS-232C，RS-422或RS-485接口的設備進行通信。
4、操作的實用性：組太軟件和編程軟件都是全中文界面，豐富的圖畫功能，使用戶清晰的了解污水處理廠各工段的運行情況，故障報警點的分支細節(jié)，使操作員僅通過鼠標便可各種指令或換畫面；用戶還可通過上位機的網(wǎng)絡訪問網(wǎng)絡內(nèi)任一節(jié)點的數(shù)據(jù)，梯形監(jiān)控工具亦可以監(jiān)控工業(yè)以太網(wǎng)甚至控制器網(wǎng)絡內(nèi)各站PLC梯形圖程序，而不需要現(xiàn)場操作，實現(xiàn)真正的無縫連接。
四、結(jié)束語
當時我國污水處理廠自動化系統(tǒng)的設計和實施正處于一個成長的時期，系統(tǒng)的需求、設計、結(jié)構以及系統(tǒng)的控制仍然存在不完善的地方，同時技術的發(fā)展也給污水處理自動化系統(tǒng)的改進創(chuàng)造了條件和基礎，也使建設合理的監(jiān)控系統(tǒng)成為可能。
從系統(tǒng)的需求來看，一方面要兼顧系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠與可控，也要反映系統(tǒng)的先進、經(jīng)濟與可擴展，同時也要使操作便捷與維護方便；另一方面，針對不同的區(qū)域條件和功能要求確定系統(tǒng)的規(guī)模和冗余度的大小，確定系統(tǒng)的合理集成方式、系統(tǒng)網(wǎng)絡的構成與拓撲結(jié)構形式以力求系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、先進性與經(jīng)濟性的有機結(jié)合；從系統(tǒng)的設計來看，除考慮系統(tǒng)的規(guī)模和設計方法外，也要考慮新技術的應用，使整個系統(tǒng)既先進又實用；從系統(tǒng)的結(jié)構來看，當前我國普遍采用三級污水處理廠管理和分布式現(xiàn)場總線控制方式，事實上，主從式結(jié)構的現(xiàn)場總線如Profibus，由于系統(tǒng)的可靠性受主控制器的制約，并不適用于全分布式現(xiàn)場總線控制，采用對等的自愈網(wǎng)絡是今后的一個發(fā)展趨勢；從系統(tǒng)的控制來看，當前我國污水處理廠監(jiān)控存在著只監(jiān)不控，或監(jiān)強控弱的現(xiàn)象，各種控制信息沒有得到很好利用，對于污水處理廠控制，要針對不同現(xiàn)象，采用不同的控制方法。
今后我國的污水處理廠監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展是，在原有基礎上，按照監(jiān)測與控制適當分離、最大限度的集中監(jiān)測、靈活機動的現(xiàn)場控制的總體思想，逐步改進，使得污水處理廠自動化系統(tǒng)的建設更趨合理。
參考文獻：
[1]喬叢等，關于國內(nèi)污水處理及CASS工藝自動控制技術的初步探討，儀器儀表標準化與計量，2007.3