污水处理厂自动化系统的分析与应用
摘要：随着我国城市化进程的逐渐加快，且人口不断增长，我国的水资源已经趋向于匮乏，水资源的保护、防止污染与重复利用已经成为现代经济发展中一项重要的内容。21世纪我国经济的发展已经提出建立“资源节约型社会”，我国水务行业的发展已经刻不容缓，本文主要探讨了当前污水处理行业的现状和基本流程，并对于当前污水处理厂的自动化系统进行分析，以及对系统的发展方向进行探讨。
关键词：污水处理；自动化系统；应用
引言
人们在生活中都离不开水资源，据科学研究得出的结论，人的身体当中有80%都是水，因此人们每天都需要补充大量的水分，而且吃穿食用都需要水的支持。但是随着我国经济的快速发展，水资源的污染与浪费使得无论城市还是农村人们看到更多的是污染的水源。对于污染的水源要进行重新利用需要花费大量的资源和资金，而我国现有的污水处理厂对于处理当前水源的效率普遍是差强人意。而在国外已经开始使用自动化系统控制技术，使用该技术不但可以优化设备，而且能够保证设备的安全操作，节约人力，改善人们的工作环境与工资质量，并且能够提供出优质的水资源。因此使用污水处理厂的自动控制系统是提升废水处理能力的重要途径。
随着计算机技术的快速发展和在各个领域的渗透，使基于计算机软硬件技术的自动化技术发展到了一个新的水平，并展示出了强劲的生命力和应用前景。特别是信息时代的到来、计算机网络技术的成熟和迅速普及，给自动化技术提出了新的要求和展示了新的应用前景。可以相信，基于计算机网络技术的自动控制技术将是今天和明天的应用主流。
在总体技术上与其他的西方国家相比，中国的自动化技术领域是一个起步较晚、水平相对落后但发展较快的一个国家。自动化技术在我国的应用，已经产生了巨大的经济效益和社会效益。为了进一步增强国家的实力和与发达国家竞争，我们还必须进一步加强自动化技术的基础研究和深化应用程度。
1污水处理行业的基本概述
1.1我国污水处理行业的现状
目前，我国污水处理行业对污水处理的投入资金不足、设备设施不完善，以致污水处理能力较低，不能有效地将污水排除。与发达国家相比，我国污水处理厂引进自动化控制系统较晚，缺乏先进的技术水平，改善水资源速度较慢，无法满足人们用水的需求。为了有效的改善环境，发展水处理行业，我们应对污水处理自动化技术进行深入的探讨研究，进一步完善自动化系统，提高污水处理的水平。
天水工业园区 污水处理厂自控系统 技 术 方 案 北京华联电子科技发展有限公司 2014年9月29
天水工业园区污水厂自控系统方案及相关技术说明一、系统概述： 天水工业园区污水处理厂的自控系统由PLC站与监控操作站控制管理系统组成的自控系统和仪表检测系统两大部分组成。前者遵循“集中管理、分散控制、资源共享”的原则；后者遵循“工艺必需、先进实用、维护简便”的原则。 为了满足武威工业园区污水处理厂工程实现上述要求，必须保证控制系统的先进性和可靠性，才能保证本厂设备的安全、正常、可靠运行。 本方案本着质量可靠、技术先进、性价比高的原则，结合我公司在实施其它类似项目中的设计、实施和组织的成功经验，充分考虑技术进步和系统的扩展，采用分层分布式控制技术，发挥智能控制单元的优势，降低并分散系统的故障率，保证系统较高的可靠性、经济性和扩展性，从而实现对各现场控制设备的操作、控制、监视和数据通讯。 1.1 系统基本要求 工控通讯网络为光纤冗余环型工业以太网，通讯波特率≥100Mbps，系统自适应恢复时间<300ms，通讯距离（无中继器）≥1Km，网络介质要求使用可直埋的光缆, 在出现故障时, 可在线增加或删除任意一个节点, 都不会影响到其他设备的运行和通讯。本系统采用先进的监控操作站控制系统，即系统采用全开放式、关系型、面向对象系统结构，支持不同计算厂家的硬件在同一网络中运行，并支持实时多任务，多用户的操作系统。 主要用于污水厂的生产控制、运行操作、监视管理。控制系统不仅有可靠的硬件设备，还应有功能强大，运行可靠，界面友好的系统软件、应用软件、编程软件和控制软件。 1.2系统可靠性的要求 控制系统在严格的工业环境下能够长期、稳定地运行。系统组件的设计符合真正的工业等级，满足国内、国际的安全标准。并且易配置、易接线、易维护、
污水处理厂自动化监控系统技术方案 1 系统概述 随着科技水平的不断发展和提高，采用计算机系统对生产的管理越来越深入到各行各业的企业之中。因此，采用计算机为核心建立一个对污水厂进行全面管理的自动化控制系统，不但切实可行，而且能够全面提高企业的管理水平和生产效率，从而增加企业的生产效益。 此污水处理厂工程监控系统包括了对厂区内部整个污水处理工艺流程的监测和控制。在整个生产厂区内，包括了粗格栅间、污水提升泵房、细格栅间、钟氏沉砂池、生化池、沉淀池、回流及剩余污泥泵房、贮泥池、污泥浓缩脱水间、出水流量计井、紫外消毒渠以及总变配电室等，通过本监控系统能够对这些过程进行全面监测和控制；同时，通过本监控系统，使得这些控制既能够通过监控中心进行，还能够采用闭环控制方式进行。 对于污水厂计算机监控系统，适用于采用一个二级管理的计算机监控系统，其上级系统位于中控室，用于对全厂的所有站点设备进行监控；下级系统位于各个PLC站点，通过PLC实现；上下级通过数据通信网络进行数据交换；上下级均可通过网络对系统内的设备进行监测和控制；下级系统只能对本地站点设备进行监控，而上级系统可以对所有站点设备进行监制。 从系统功能方面看，本污水厂计算机监控系统由三层构成：管理计算机子系统、监控计算机子系统、现场控制站。管理计算机子系统、监控计算机子系统属于上级系统，通过以太网相连，监控计算机子系统、现场控制站通过工业以太网进行数据交换，而现场控制站属于下级系统。 此污水处理厂工程的监控系统由PLC、计算机控制管理系统组成的上端系统和仪表检测系统两部分组成，其中上端系统中的管理计算机子系统由数据服务器、生产管理及办公计算机、网络交换机、打印机等组成；监控计算机子系统由两台中央监控计算机、投影仪系统、打印机、工业网络交换机组成。 2 监控系统总体结构 在污水处理厂综合办公区内设置中央控制室（中控室），集中监视、控制、管理整个污水处理厂的全部生产过程和工艺过程，实现对生产过程中的自动控制、报警、自动保护、自动操作、自动调节以及各工艺流程中的重要参数进行在线实时监控，对全厂工艺设备的工况进行实时监视。 中控室管理计算机子系统采用B/S（浏览器/服务器）结构形式的计算机网络，以一台数据及网络服务器为核心，构成100M 交换式局域网络；监控计算机子系统采用C/S（客户机/服务器）结构，监控工作站冗余配置，以提高数据安全性。 中央控制室监控计算机子系统和厂内的各单体PLC控制系统采用光纤环网连接，网络形式为工业以太网，传输速率为100M。
污水处理自动化控制
目录 目录 (2) 5．污水处理自动化管理与监控 (3) 5.1水处理综合自动化控制系统组成 (4) 5.2水处理自动化产品的需求 (8) 5.3水处理自动化产品趋势 (9)
5．污水处理自动化管理与监控 “十一五”期间，我国城镇污水处理设施建设和运营工作取得了积极进展，截至2010年底，我国已建成投运城镇污水处理厂2832座，处理能力1.25亿立方米/日，分别比2005年增加了210%和108%。但与此同时仍然暴露出区域发展不平衡、管网建设滞后等问题。对此，国家正加快编制城镇污水处理设施建设“十二五”规划，将突出配套管网建设、提升污水处理能力、污泥处理处置设施建设及老旧污水处理厂升级改造等重点。目前，我国污水处理厂自动化系统的设计和实施正处于一个成长的时期，系统的需求、设计、结构以及系统的控制仍然存在不完善的地方。在建设自动化控制系统中，用户通常关注以下需求： 智能、综合的污水处理自动化系统是为污水处理厂的建设、运营管理单位提供服务的。在保证污水厂生产的稳定和高效，减轻劳动强度，改善操作环境的同时，还应提高污水厂的现代化生产管理水平。应该在充分考虑污水处理工艺特性的基础上，将建设现代化污水处理厂的理念融入到自控系统设计当中，采用“集中控制，分散管理”的方式，以“无人值班、少人值守”为目的，实现“五遥”功能，即遥信、遥测、遥控、遥调、遥视，从而来满足用户需求。 通过建设高稳定性和可靠性的污水处理厂综合自动化系统，实现对污水处理厂污水处理过程的自动化管理与控制，节省现场操作所耗费的人力物力，方便生产管理、提高设备的利用率，保证污水处理厂长期安全无故障运行。
目录 1 概述 (1) 1.1 工程范围 (1) 1.2 适用标准 (2) 1.3 设计原则 (3) 2 系统设计方案 (4) 2.1 系统一般说明 (4) 2.2 自控系统设计 (4) 2.2.1 自控系统控制方式 (4) 2.2.2 自控系统网络拓扑 (5) 2.2.3 自控系统组成功能 (7) 2.2.4 中央控制站组成及功能 (7) 2.2.5 系统软件描述 (8) 2.3 电气系统方案 (10) 3 系统调试方案 (13) 4 售后服务 (16) 4.1 服务体系 (16) 4.2 服务内容 (17) 4.3 服务保证措施 (17)
1概述 1.1工程范围 本承包商将负责完成电气、仪表及监控系统设计、制造、测试、运输、安装、调试和试运行并按工作顺序移交符合要求的资料。主要工程内容如下： 现场低压配电柜至各设备现场，用电设备控制及电缆敷设，以及新建构筑物的防雷接地系统，视频监控系统、仪表系统等。 现场传感器和检测仪表的安装、调试； 控制系统设备（PLC）的硬件和软件； SCADA系统硬件和软件； 通讯和接口； 仪表电缆、监控系统电缆（光缆）的供货、敷设； 仪表系统/自控系统工作接地、保护接地和防雷接地； 新老系统的有机衔接联系； 文件编制； 系统所需设备的设计、制造、采购、运输、仓储、工程施工、安装、测试、试运行、人员培训、售后服务、按规定时间移交所需资料以及在规定的工期内实现系 统总体运行； 与其他相关系统的接口设计、安装、调试、配合协调。 根据本标特点进行细致的需求分析，结合工艺流程和总平面图对系统方案进一步具体化和优化。 负责本系统与相关子系统之间的连接工作，包括连接器材等设备的提供。对相关系统实施联动测试验收，明确该子系统是否符合设计要求，并出具测试验收报告 或提出整改方案，直至验收通过。 从系统设计、信息传输、布线、供电、信号和电源的过电压保护、电磁兼容性（EMC）等方面采取有效技术及提供相应的管理手段来保证系统安全可靠地运行。 负责保证仪表控制系统达到系统功能及性能的设计要求，对仪表控制系统所有设备器材的设计、制造、采购、运输、仓储、工程施工、安装、测试、试运行、人 员培训、售后服务、按规定时间移交所需资料以及在规定的工期内实现系统总体 运行正常。
污水处理厂自动化系统的分析与应用(一) 摘要：本文主要介绍了我国目前污水处理自动化系统的构成，分析了作为其核心的PLC控制器和通信网络的选型以及整体解决方案，同时以天津咸阳路污水处理厂自动化系统为例，具体说明了污水处理厂自动化系统的应用，最后分析了污水处理厂自动化系统的改进和发展。关键词：可编程控制器现场总线污水处理厂 一、引言 水是人类生活和国民经济发展的不可或缺的重要部分，随着科技水平的飞速发展和人类生活水平的巨大提升，对于洁净的优质的水源的需求也不断急剧释放。为建设可靠、稳定、先进、经济以及可扩展的合理的水处理自动化系统成为工程界和城市水行业营运管理部门共同关心的问题。微电子、通信、计算机技术的发展大大提高了水处理控制系统的信息化和智能化程度，与3C技术相结合的PLC以其卓越的可靠性、抗干扰性以及灵活的控制方式成为水处理自动化系统的核心控制器，其与开放的网络通信系统一起，共同推动着水处理自动化系统的智能化程度的发展。 水处理行业主要分为净水处理和污水处理两大部分。净水厂控制系统通常分为水厂调度系统、加药间（加氯间）PLC控制站、滤站PLC控制站、送水泵房PLC控制站等。各个控制站相对独立工作，通过有线网络进行通讯，将所有的数据信息送到水厂调度室进行处理，或将一部分数据通过调度系统以无线（或有线）通讯的方式送到城市的调度中心。对于污水处理来说，要根据污水水源地状况来确定污水处理的工艺流程，由于污水处理工艺的不同而自控系统应用PLC的要求也有所不同。一般讲，整个污水处理厂都有总控室和多个现场控制站，站与站之间通过控制器层网络或信息层网络相连，然后全部连接到总控室，总控室的多台计算机、工作站和图形站都用信息层网络连接，这样和现场控制站构成了集中管理，分散控制，高速数据交换的工厂级自动化网络1].PLC自控系统是水处理厂的控制核心部分，对其合理的选型和设计，对污水厂能否高效、自动化的运行非常重要。然而，PLC网络又是其中的重中之重，网络的好坏直接影响到污水厂的正常运行。 二、系统构成 污水处理厂自控系统一般包括污水厂部分和厂外泵站部分。监控系统通讯网络和PLC是污水处理自动化系统的核心组成部分，它们的性能对污水处理自动化系统会起到决定性的作用2].根据污水处理自动化本身的特点和监控需求选择合适的PLC及通讯网络是保证污水处理自动化系统性能的重要因素。 通信网络： 在污水处理自动化系统的结构上，国内在管理体制上主要采用三级管理，即监控总中心、区域监控分中心和监控站。由于监控站不直接对污水处理厂的外场设备进行直接控制，因此工程界按照系统结构的划分把监控系统划分为信息层、控制层和设备层。 第一层为信息层，主要负责大量信息及不同厂家不同设备之间的信息传输，工业以太网Ethernet为目前较常用的一种信息网络，世界各大PLC生产厂商均支持工业以太网，并且他们在原有TCP/IP的基础上，相继开发出实时性更高的工业以太网，如欧姆龙和罗克维尔支持的Ethernet/IP，施奈德支持的Modbus-TCP/IP以及西门子支持的ProfiNet等。由于Ethernet 的信息量大，因此在污水处理厂自动化系统中以太网主要用于各个控制分站与监控中心的数据传输，包括各种传感器数据等大量历史数据信息。 第二层为控制层，主要采用现场总线组成隧道区域控制器网络，其特点是由于采用了标准总线组网，既能满足实时通信的要求，又具有开放协议的标准接口，能在总线上方便的挂接各种外场设备，有利于监控系统的扩展。目前，现场总线有40多种，在污水处理厂自动化系统中应用的现场总线主要有ControllerLink、LonWorks、Inetrtbus、Profibus、Can和Modbus.他们的共同特点是高速、高可靠，适合PLC与计算机、PLC与PLC及其它设备之间的大量数
XXXX污水处理厂工程 PLC系统技术规范 批准： 审核： 校核： 编制： XXXXXXXXXXXXXX 目录 附件一技术规范 1 1 总则 1 2 工程概况 1 3 技术要求 1 3.1 工程描述 1 3.2 总则 4 3.3 硬件要求 5 3.4 软件要求 8 3.5 人机接口 9 3.6 数据采集系统 10 附件2 供货范围 13 附件三技术资料的交付进度 14 附件四设备的交付进度 18 附件一技术规范 1 总则 本技术规范适用于XXXX污水处理工程PLC系统的技术条件，本技术条件只规定了所供设备的最低限度的技术要求，所有的材料及零部件（或元器件）应符合有
关规范要求，且应是新的和优质的。本工程所采用的控制系统应为经过在本行业具有广泛应用实例的，代表当今技术的优质设备，应具有最大的可利用率、可靠性、可操作性、可维护性和安全性。 供货范围: 投标方供货范围应包括控制、监视和测试所必须的全套硬件设备、全套软件、调试及各项服务直至系统验收；所有计算机监控系统机柜内部的供电及信号电缆、设备布置等应属投标方的供货和设计、安装、调试范围。投标方应采用标准化的元器件和标准化的设备组件，以适合XXXX污水处理工程使用更换的需要。 资料提供: 投标方提供的所有文件、工程图纸及相互通讯，均应使用中文。不论在合同谈判还是签约后的工程建设期间，中文应是主要工作语言。 控制系统总接地应直接接到XXXX污水处理工程电气接地网上。 现场装置应能由运行人员在控制室内通过上位机就能进行启/停、正常运行的监视和调整以及事故工况的处理。当系统通讯故障或操作员站故障时，运行人员应能够通过所设置的硬件手动操作设备进行操作，以确保装置安全停机。 2 工程概况 （略） 3 技术要求 3.1 工程描述 3.1.1 自动化水平和控制室布置 3.1.1.1 自动化水平 本控制系统采用先进的经过在本行业具有广泛应用实例的控制系统，控制系统应设计成具有完善的数据采集、PID回路控制、顺序控制及联锁保护等功能的系统。 在控制室内对污水处理工程系统的监视控制应满足下列要求： -- 在就地运行人员少量干预配合下，实现系统启/停 -- 实现正常运行工况的监视和调整
污水处理厂自控系统工艺介绍 污水处理厂位于市区或市郊，出水排入河流，水质达到国家一级排放标准。 工程采用水解－AICS处理工艺。其具体流程为：污水首先分别经过粗格栅去除粗大杂物，接着污水进入泵房及集水井，经泵提升后流经细格栅和沉砂池，然后进入水解池，。水解池出水自流入AICS进行好氧处理，出水达标提升排入河流。AICS反应器为改进SBR的一种。其工艺流程如下图1所示：矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 污水处理厂自控系统设计的原则 从污水处理厂的工艺流程可以看出，主要工艺AICS反应器是改进SBR的一种，需要周期运行，AICS反应器的进水方向调整、厌氧好氧状态交替、沉淀反应状态轮换都有电动设备支持，大量的电动设备的开关都需要自控系统来完成，因此自控系统对整个周期的正确运行操作至关重要。而且好氧系统作为整个污水处理工艺能量消耗的大户，它的自控系统优化程度越高，整个污水处理工艺的运行费用也会越低，这也说明了自控系统在整个处理工艺中的重要性。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。 为了保证污水厂生产的稳定和高效，减轻劳动强度，改善操作环境，同时提高污水厂的现代化生产管理水平，在充分考虑本污水处理工艺特性的基础上，将建设现代化污水处理厂的理念融入到自控系统设计当中，本自控系统设计遵循以下原则：先进合理、安全可靠、经济实惠、开放灵活。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
自控系统的构建 污水处理厂的自控系统是由现场仪表和执行机构、信号采集控制和人机界面（监控）设备三部分组成。自控系统的构建主要是指三部分系统形式和设备的选择。本执行机构主要是根据工艺的要求由工艺专业确定，预留自控系统的接口，仪表的选择将在后面的部分进行描述。信号采集控制部分主要包括基本控制系统的选择以及系统确定后控制设备和必须通讯网络的选择。人机界面主要是指中控室和现场值班室监视设备的选择。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 1、基本系统的选择 目前用于污水处理厂自控系统的基本形式主要有三种DCS系统、现场总线系统和基于PC控制的系统。从规模来看三种系统所适用的规模是不同。DCS系统和现场总线系统一般适用于控制点比较多而且厂区规模比较大的系统，基于PC的控制则用于小型而且控制点比较集中的控制系统。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。 基于PC的控制系统属于高度集成的控制系统，其人机界面和信号采集控制可能都处于同一个机器内，受机器性能和容量的限制，本工程厂区比较大，控制点较多，因此采用基于PC的控制系统是不太合适的。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。
1、综述 某污水处理厂（一期）自控及仪表系统待各工艺、电气和自控仪表系统安装结束，检验无误，满足设计要求后，逐级分层和分区的原则进行调试。分层：就是从现场工艺设备单体调试→现场PLC控制柜调试→厂区中控室上位机调试，逐级自下而上进行调试；分区：就是从各现场六个PLC分站（PLC100、1-RTU、2-RTU1、2-RTU2、2-RTU3、4-RTU）分别进行调试，在上述调试工作完成，并符合设计文件，技术资料要求，单体设备调试合格的基础上进行系统联动调试。 2、自控系统调试范围 2．1调试工作包括： PLC控制柜的电气调试；对各受控设备的信号校验；PLC控制柜与各独立工艺设备系统通讯调试，PLC控制逻辑编程软件组态调试；厂区光纤以太网通讯联网调试；中控室上位机监控操作软件调试、数据服务器、WEB服务器调试等；共计调试19套仪表，58台（套）设备及脱水机、鼓风机、消毒池PLC系统通讯联调。 2.2调试按照以下区域进行： 1、预处理系统（粗格栅、细格栅、电动闸门、旋流沉砂系统、进水流量、 液位计、PH计仪表调试）计4套仪表、10台工艺设备。 2、生物反应系统（生化池水下搅拌器、曝气系统空气调节阀、进泥污泥泵、 DO\MLSS在线分析仪表）计8套仪表、24台工艺设备。 3、污泥泵站及污泥脱水系统（剩余污泥泵、回流污泥泵、剩余污泥流量） 计2套仪表、14台工艺设备。 4、紫外消毒池系统（电动闸门、深井泵、出水流量、PH计、COD、NH3、在 线分析仪表）计3套仪表、3台工艺设备。 5、变配电间控制系统（电力监控系统、二沉池刮泥机、进水提升泵）计2 套仪表、7台工艺设备。 6、与脱水机系统、鼓风机系统、消毒系统的通讯联调。 3、调试目的、要求 3.1系统调试对凡属自控仪表系统范围的受控设备、工艺链路、网络通讯均进行 联动调试；通过调试使自控仪表系统达到设计要求。 3.2各受控设备通过调试达到就地手动、PLC中控室远控能够正常运行。 3.3污水处理过程控制能够满足工艺设计的要求和生产实际的需要。 3.4受控设备的单体调试运行时间为12小时（根据设计文件、设备技术资料要
污水处理厂自控系统 一、概述 污水处理厂的自控系统由PLC与计算机控制管理系统、仪表监测系统两部分组成。整体性能满足如下要求： 1）可靠性—整个系统采用模块化设计，分层分布式结构，控制、保护、测量之间既相互独立又互相联系。 2）先进性—系统的设计以实现“现场无人职守，总站少人值班”为目的。设备装置的启、停及联动运转均可由中央控制室远程操纵与调度。 整个系统分为三级管理，包括中控室、控制站及就地控制。现场各种数据通过PLC采集，并通过通讯网络传送到中控室操作站集中监控和管理。同样，中控室主机的控制命令也通过上述通道传送到PLC的测控终端，实施各单元的分散控制。现场与中央控制室通过高速通信网络连接，高速通信网络采用环网结构，以便于确保系统的安全性。 二、系统组成及服务项目 整个系统包括的污水处理厂工程自控系统内所有硬件、软件的提供、安装、调试、开车及培训。 1）中控室（包括硬件与软件）的提供、安装及调试； 2）PLC控制站（包括硬件及软件）的提供、安装及调试； 3）全厂自控系统的调试、投运和培训以及图纸资料的提供。 三、系统技术要求 Ⅰ.防护等级 在室内地面上的设备用IP54，在户外的设备用IP65；安装在水中或在井内的设备用IP68。
Ⅱ.信号电平 所有控制及监控设备能在下列信号电平工作： 1）工业以太网数字通讯信号，环形拓扑结构，通讯波特率≥100Mbps，系统自适应恢复时间<300ms，通讯距离（无中继器）≥1Km，网络介质为直埋的光缆，在出现故障时，可在线增加或删除任意一个节点，都不会影响到其他设备的运行和通讯。本系统采用先进的计算机控制系统，即系统采用全开放式、关系型、面向对象系统结构，能够支持不同厂家的硬件在同一网络中进行，并支持实时多任务，多用户系统的操作系统。； 2）控制系统具有一套完整的自诊断功能，可以在运行中自动地诊断出系统的任何一个部件是否出现故障，并且在监控软件中及时、准确地反映出故障状态、故障时间、故障地点及相关信息。在系统发生故障后，I/O的状态应返回到系统根据工艺要求预设置的状态上。 3）状态及报警指示的数字信号：24VDC或220VAC电压信号； 4）控制的数字信号：24VDC或220VAC； 5）非现场总线型检测、控制仪表或设备应能在下列信号电平工作： ①控制及监视的模拟信号：4～20mADC电流信号； ②状态及报警指示的数字信号：0～24VDC电压信号； ③控制的数字信号：0～220VAC。 6）为了保证在工厂扩建或改造时满足工厂的控制要求，控制系统应具有较强的扩展能力。操作系统监控软件具有冗余和容错及灾难性恢复等功能。 四、实现功能 本系统所配置的硬件和软件应可实现如下功能： 中控室功能： 1）实时采集各个终端传送的各类数据和信号。 2）在彩色监视器（TFT）动态、形象的显示总工艺流程图，分段
( 安全论文 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 污水处理厂自动化系统的分析 与应用(2021版) Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.
污水处理厂自动化系统的分析与应用 (2021版) 摘要：本文主要介绍了我国目前污水处理自动化系统的构成，分析了作为其核心的PLC控制器和通信网络的选型以及整体解决方案，同时以天津咸阳路污水处理厂自动化系统为例，具体说明了污水处理厂自动化系统的应用，最后分析了污水处理厂自动化系统的改进和发展。 关键词：可编程控制器现场总线污水处理厂 一、引言 水是人类生活和国民经济发展的不可或缺的重要部分，随着科技水平的飞速发展和人类生活水平的巨大提升，对于洁净的优质的水源的需求也不断急剧释放。为建设可靠、稳定、先进、经济以及可扩展的合理的水处理自动化系统成为工程界和城市水行业营运管
理部门共同关心的问题。微电子、通信、计算机技术的发展大大提高了水处理控制系统的信息化和智能化程度，与3C技术相结合的PLC 以其卓越的可靠性、抗干扰性以及灵活的控制方式成为水处理自动化系统的核心控制器，其与开放的网络通信系统一起，共同推动着水处理自动化系统的智能化程度的发展。 水处理行业主要分为净水处理和污水处理两大部分。净水厂控制系统通常分为水厂调度系统、加药间(加氯间)PLC控制站、滤站PLC控制站、送水泵房PLC控制站等。各个控制站相对独立工作，通过有线网络进行通讯，将所有的数据信息送到水厂调度室进行处理，或将一部分数据通过调度系统以无线(或有线)通讯的方式送到城市的调度中心。对于污水处理来说，要根据污水水源地状况来确定污水处理的工艺流程，由于污水处理工艺的不同而自控系统应用PLC 的要求也有所不同。一般讲，整个污水处理厂都有总控室和多个现场控制站，站与站之间通过控制器层网络或信息层网络相连，然后全部连接到总控室，总控室的多台计算机、工作站和图形站都用信息层网络连接，这样和现场控制站构成了集中管理，分散控制，高
污水处理厂安防监控系统方案 此监控方案适用于：污水处理厂监控方案,厂区监控方案,监控方案,处理厂监控方案 一、前言 视频监控系统是安全防范技术体系中的一个重要组成部分，是一种先进的、防范能力极强的综合系统，它可以通过摄像机及其辅助设备（镜头等）直接观看被监视场所的情况，一目了然，同时它可以把被监视场所的图像全部或部分的记录下来，这样就为日后对某些事件的处理提供了方便条件及重要依据，同时电视监控系统还可以与防盗报警等其他安全技术防范体系联动运行，使防范能力更加强大，能及时发现事故和事件的隐患，预防破坏和避免造成不好影响。 二、项目概述 随着现代化企业制度在我国的普及和深化发展，企业的信息化建设不断深入，各企业特别是大中型企业都加快了信息网络平台的建设；企业正逐步转向利用网络和计算机集中处理管理、生产、销售、物流、售后服务等重要环节的大量数据。 传统的厂区周界安全防范系统是建立高高的围墙,铁栅栏等,如果有非法入侵无法及时发现和处理，那么就需要有一套先进,科学,实用,性能稳定可靠的安全防范监控系统来实现, 为了更好的保护财产及工厂的安全, 根据客户实际的监控需要，一般都会在工厂周边、大门、办公楼、生产车间、仓库、机房等重点部位安装摄像机。监控系统将本地视频图像监控,远程实时监控,云台镜头控制,电视墙显示等有机结合起来，构成一整套新一代网络视频集中监控管理系统，同时监控主机自动将报警画面纪录,做到及时处理,提高了保卫人员的工作效率并能及时处理警情，能有效的保护工厂财产和工作人员的安全,最大程度的防范各种入侵,提高处理各种突发事件的反映速度,给保卫人员提供一个良好的工作环境,确保整个工厂的安全。 作为污水处理厂的视频监控，本套系统主要监看办公楼和大门的出入口，污水处理的各个部分环节以及处理厂周边部分的实时图像，要求厂区内全方位监控，并且将所有的画面同时清晰的显示在中控室内，同时录像资料不少于一个月。 三、设计原则和依据 3.1、设计原则 此污水处理厂的视频监控系统设计遵循先进性、可靠性、安全性、可扩充性、规范性等原则，并具体体现为： a、先进性：
污水处理厂电气自动化控制技术 污水处理厂主要承载的是城市污水的处理改造，是排水系统的重要组成部分。只有排水系统完善良好，城市的环境以及基础设施建设才称得上完善，也能为城市各方面协调发展提供后备保障，它与城市的文明水平和现代化能力息息相关。除此之外，我国的污水处理标准日渐严格，不仅对于环境危害性有着严格要求，还要求能够提高污水处理后的利用率，节约水资源，促进资源节约型社会的建设，为紧张的水资源现状做出贡献。 一、曝气量控制概述 曝气量控制概述曝气量控制对于行业外人员来说相对陌生，但曝气量在污水处理工艺中是举足轻重的一个调节参数，其控制的好坏对于污水处理结果和质量影响较大。一般而言，曝气量需要控制在特定范围内最为适宜，一旦曝气量过高就会造成污水处理成本升高，效率降低。反之曝气量控制过低的话，会造成氧浓度降低，从而使得消化反应无法反应完全;而且絮类菌体会获得大量繁殖的机会，导致水质加速恶化。国家环保总局曾对我国污水处理厂和相关设施加以调查，调查结果显示在所抽调的600多个县级以上城市中大半城市没有设置污水处理厂，只有不到100的大型中型城市设有处理污水设施。但即使在这数十个设有污水处理设施的城市中，也有大半设施形同虚设，实际使用率极低，污水处理能力也不达标。很多发达国家由于早期经济的粗放型发展，环境问题和资源短缺相对严重，因此发达国家很早就开始注重污水处理来保护环境和节约水资源。尤其是伴随着各项技术的迅猛发展，自动化控制技术日渐成熟，发达国家污水处理工艺得到大大改进，据悉，发达国家部分城市可将污水处理率提升到80%之高。由此可见，自动化控制技术在污水处理中作用显著，如能引入电气自动化控制技术，就能进一步提高污水处理率，对于缓解环境问题和资源短缺都很有帮助，是值得投入研究的重要课题。 二、电气自动化控制技术在曝气量控制方面的应用 在电气自动化控制技术应用于污水处理之前，该领域也有自己的控制曝气量相关策略，这些策略方法各异，原理多样，在此与主题关系不大，因此不多加赘述，主要聚焦于电气自动化控制技术在控制曝气量层面上的几大应用策略，下面是5种基本策略。 2.1 恒曝气量控制 恒曝气量控制是最为普通的一种策略，其切入的角度是使曝气池提供相对恒定不变的曝气量，大多数污水处理厂均喜欢采用此策略。但是这一策略存在固有缺陷，无法将池内水量以及水质纳入考虑的范围，也会受到温差、溶解氧等因素的干扰，因此，该策略并不适合条件不够稳定的污水处理厂。该策略具体应用的设备有空气流量计，以此来测量空气进量，将所得信号传导进入PID控制器，进一步施加指令于相关的阀门等设备上，实现对曝气量的控制，做到恒定曝气。 2.2 恒曝气量的分时控制 此方法相较于恒曝气量控制策略有很多相似之处，总体来讲原理相近，但这个策略又有所完善，克服了恒曝气量控制策略的一些固有缺陷。分时段恒曝气量控制在恒曝气量控制的基础上强调根据不同时间段的池中变化来调整曝气量，十分适合不同时段水量水质变化较大的又有一定规律的污水处理厂。这一策略的主要方法是伴随着时间段的特点来调整流量，由调节阀门来控制曝气量，每个时段的曝气量多少经过严密计算，确保不同时段曝气量有变化而同一时间段内曝气量恒定。一般以1h为一个时间段，将一天划分为24个整时间段，研究其水量水质规律，设定好流量大小和曝气量多少，按需调节。但该策略也存在这些操作困难，主要体现在不同时段的规律变化较大，受天气因素干扰，时间段又多，需要工作人员充分把握变化较大的规律，设定出最好的曝气量值，还要能根据变化不断调整，这就大大地增加了工作量和工作难度。
民勤县污水处理厂改扩建工程自动控制系统工程 施 工 方 案 民勤县煜祺市政工程有限公司 2018年11月20日
目录 1 概述 (1) 1.1 工程范围 (1) 1.2 适用标准 (2) 1.3 设计原则 (3) 2 系统设计方案 (4) 2.1 系统一般说明 (4) 2.2 自控系统设计 (4) 2.2.1 自控系统控制方式 (4) 2.2.2 自控系统网络拓扑 (5) 2.2.3 自控系统组成功能 (7) 2.2.4 中央控制站组成及功能 (7) 2.2.5 系统软件描述 (8) 2.3 电气系统方案 (10) 3 系统调试方案 (13)
1概述 1.1工程范围 本公司将负责完成电气、仪表及监控系统设计、制造、测试、运输、安装、调试和试运行并按工作顺序移交符合要求的资料。主要工程内容如下： 现场低压配电柜至各设备现场，用电设备控制及电缆敷设，以及新建构筑物的防雷接地系统，视频监控系统、仪表系统等。 现场传感器和检测仪表的安装、调试； 控制系统设备（PLC）的硬件和软件； SCADA系统硬件和软件； 通讯和接口； 仪表电缆、监控系统电缆（光缆）的供货、敷设； 仪表系统/自控系统工作接地、保护接地和防雷接地； 新老系统的有机衔接联系； 文件编制； 系统所需设备的设计、制造、采购、运输、仓储、工程施工、安装、测试、试运行、人员培训、售后服务、按规定时间移交所需资料以及在规定的工期内实现系 统总体运行； 与其他相关系统的接口设计、安装、调试、配合协调。 根据本标特点进行细致的需求分析，结合工艺流程和总平面图对系统方案进一步具体化和优化。 负责本系统与相关子系统之间的连接工作，包括连接器材等设备的提供。对相关系统实施联动测试验收，明确该子系统是否符合设计要求，并出具测试验收报告 或提出整改方案，直至验收通过。 从系统设计、信息传输、布线、供电、信号和电源的过电压保护、电磁兼容性（EMC）等方面采取有效技术及提供相应的管理手段来保证系统安全可靠地运行。 负责保证仪表控制系统达到系统功能及性能的设计要求，对仪表控制系统所有设备器材的设计、制造、采购、运输、仓储、工程施工、安装、测试、试运行、人 员培训、售后服务、按规定时间移交所需资料以及在规定的工期内实现系统总体 运行正常。
自动化改造方案 地址：- 1 -
一、前言 随着科技水平的不断发展和提高，采用计算机系统对生产的管理越来越深入到各行各业的应用之中。因此，采用计算机为核心建立一个对污水厂进行全面管理的自动化控制系统，不但切实可行，而且能够全面提升企业的管理水平和生产效率，从而提高企业的生产效益。 污水处理厂工程监控系统包括了对厂区内部整个污水处理工艺流程的监测和控制。在整个生产厂区内，包括了粗格栅间、污水提升泵房、细格栅间、沉砂池、生化池、沉淀池、回流及剩余污泥泵房、贮泥池、污泥浓缩脱水间、出水流量计井、紫外消毒渠以及总变配电室等，通过本监控系统能够对这些过程进行全面监测和控制；同时，通过本监控系统，使得这些控制既能够通过监控中心进行，还能够采用闭环控制方式进行。 二、简介 三、系统综述 1、项目概述 xxx污水处理厂控制系统由中央控制室操作站、现场控制站和闭路视频监控组成，用于该厂的过程控制和全厂监控管理，采用集散型控制结构。 由于现系统部分功能不能实现，部分功能需要加强。其中中控部分监测数据与中控室数据不匹配，上位机组态软件对监控数据的历史曲线、实时曲线部分显示不正常(曲线根本就没有，有30多组需要显示曲线)；自控部份信号不正常；部分视频监控不能正常显示等。现在系统需要全面升级，修复原有问题。 2、原系统存在问题汇总 （1）、自控部分 a、D型滤池PLC触摸屏显示缺少出水流量显示，多了一个液位显示 b、脱泥机房1#2#加药机运行信号相反，需要进行互换恢复 c、进水流量计无计量故障恢复 （2）、中控部分 地址：- 2 -
a、出水在线监测数据（流量、COD、TP、TN、NH3-N）与中控数据不匹配（只有出水监测数据，且不准，进水数据需要重新做） b、进水在线目前中控无程序 c、生化池仪表（DO、MLSS）现场与中控数据不匹配 d、上位机组态软件中历史曲线与时实曲线部分显示不正常 e、目前数据不能发送到昆明监测网上 （3）、监控部分 a、大部分监控已经无法正常显示、少部分摄像头已经拆除 （4）、其它 a、系统布线，没有强弱电分开，造成信号干扰严重 b、系统慢 c、风机需要工作人员到现场调节挡风板，噪音大，能源浪费 3、原系统组成 从系统功能方面看，本污水厂计算机监控系统由三层构成：管理计算机子系统、监控计算机子系统、现场控制站。管理计算机子系统、监控计算机子系统属于上级系统，通过以太网相连，监控计算机子系统、现场控制站通过工业以太网进行数据交换，而现场控制站属于下级系统。 原中控系统采用计算机＋PLC方式构成的分布式控制系统，设1个中央控制室，3个监控主站，18路视频监控。采用一个二级管理的计算机监控系统，其上级系统位于中控室，用于对全厂的所有站点设备进行监控；下级系统位于3个PLC站点，通过以太网实现上下级数据交换；上下级均可通过网络对系统内的设备进行监测和控制；下级系统只能对本地站点设备进行监控，采用威纶触摸屏实现人机信息互换；而上级系统可以对所有站点设备进行监制。 系统网络由工业以太网组成，环型拓扑结构，通讯介质为多模光纤，两台计算机，设在中控室内。中控计算机采用西门子wincc组态软件实现整个系统的监控，PLC采用西门子s7300系列产品。 组成如下图： 地址：- 3 -
XXXX污水处理厂工程PLC系统技术规范 批准： 审核： 校核： 编制： X X X X X X X X X X X X X X 二○一四年四月
目录 附件一技术规范 (1) 1总则 (1) 2工程概况 (1) 3技术要求 (1) 3.1 工程描述 (1) 3.2 总则 (4) 3.3 硬件要求 (5) 3.4 软件要求 (8) 3.5 人机接口 (9) 3.6 数据采集系统 (10) 附件2 供货范围 (13) 附件三技术资料的交付进度 (14) 附件四设备的交付进度 (18)
附件一技术规范 1总则 本技术规范适用于XXXX污水处理工程PLC系统的技术条件，本技术条件只规定了所供设备的最低限度的技术要求，所有的材料及零部件（或元器件）应符合有关规范要求，且应是新的和优质的。本工程所采用的控制系统应为经过在本行业具有广泛应用实例的，代表当今技术的优质设备，应具有最大的可利用率、可靠性、可操作性、可维护性和安全性。 供货范围: 投标方供货范围应包括控制、监视和测试所必须的全套硬件设备、全套软件、调试及各项服务直至系统验收；所有计算机监控系统机柜内部的供电及信号电缆、设备布置等应属投标方的供货和设计、安装、调试范围。投标方应采用标准化的元器件和标准化的设备组件，以适合XXXX污水处理工程使用更换的需要。 资料提供: 投标方提供的所有文件、工程图纸及相互通讯，均应使用中文。不论在合同谈判还是签约后的工程建设期间，中文应是主要工作语言。 控制系统总接地应直接接到XXXX污水处理工程电气接地网上。 现场装置应能由运行人员在控制室内通过上位机就能进行启/停、正常运行的监视和调整以及事故工况的处理。当系统通讯故障或操作员站故障时，运行人员应能够通过所设置的硬件手动操作设备进行操作，以确保装置安全停机。 2工程概况 （略） 3技术要求 3.1工程描述 3.1.1自动化水平和控制室布置 3.1.1.1自动化水平
污水处理厂自控系统典型应用方案 1、自控系统组成 通常，自控系统包括了现场PLC控制站、仪表数据检测系统和上位监控系统三部分。依照国际自动控制领域的发展趋势，本方案构成一个多级的、开放的、模块化的数据采集和监控系统解决方案。 2、总体结构 本自动控制系统以标准的、开放的工业以太网作为系统主干网络，配以高性能、高可靠性的现场控制站组成，中间节点采用Moxa工业以太网冗余交换机，构成了自控系统的光纤冗余环状网络结构。
3、系统特点 根据工程的实际情况及工艺要求，自控系统采用“集中管理、分散控制、资源共享”的集散型系统。整个系统由信息层（管理层）、监控层和现场控制层组成。采用这种结构可使生产过程中的信息能够集中管理，以实现整体操作、管理和优化；同时，也使得控制危险分散，提高系统可靠性。中控室监控计算机和现场PLC控制分站通过光纤和以太网交换机组成全厂工业冗余以太环网。PLC站采用Siemens S7系列的产品，交换机采用MOXA-EDS系列的产品，上位机采用研华工控机，上位软件采用研华的WebAccess组态软件，仪表系统以德国E+H品牌为主。 4、 PLC控制站 PLC现场控制站用于现场各车间数据采集与控制，采用s7-300系列PLC，并配有UPS
（1）全厂数据的采集； （2）全厂设备的优化调度； （3）报警处理和记录； （4）事故记录； （5）数据存贮和数据库管理； （6）工艺流程、实时参数、趋势图及故障显示； （7）报表生成。 6、仪表系统 仪表系统是对物质的成分及物理特性等进行分析和测量的仪表，是现代工业生产过程中进行自动监测和自动控制，以达到优质高产、节能降耗以及保证安全生产和保护环境的目的。自动分析仪表是污水处理系统中对一些复杂化学成分进行检测的常用仪表，如污泥浓度计、总磷检测仪、氨氮检测仪、COD检测仪等。该方案采用的仪表以德国E+H品牌为主，主要包括：超声波液位计、明渠流量计、PH计、溶解氧检测仪、污泥浓度计、氨氮检测仪、COD 检测仪等。 7、 WEB远程访问 基于WEB的远程监控技术通常是指通过网页浏览方式远程登陆自动控制系统，以进行监测和控制。只要自控系统具有固定IP地址，无论访问者在何地均可通过因特网自由访问。该污水处理厂的上位监控软件WebAccess即具备该功能，不仅与远程泵站可实现实时、双向通讯，并且可以使管理者通过Internet网远程登录访问厂区的监控系统。 以上方案是目前最先进的、适用于大多数污水处理厂及其它工业领域的自控系统方案，性价比非常高。 自控系统集成方案并不是一成不变的，它会随着各种技术的不断发展而更新，同时，要紧密结合行业工艺、设备特点、厂区实际情况进行适当配置，以达到最优状态。总之，对自控技术的合理应用，可以实现真正意义上的无人值守，并且可以通过合理调度实现优化管理，达到优化控制、节能降耗的目的。
自动化改造方案
、前言 随着科技水平的不断发展和提高，采用计算机系统对生产的管理越来越深入到各 行各业的应用之中。因此，采用计算机为核心建立一个对污水厂进行全面管理的自动化控制系统，不但切实可行，而且能够全面提升企业的管理水平和生产效率，从而提高企业的生产效益。 污水处理厂工程监控系统包括了对厂区内部整个污水处理工艺流程的监测和控制。在整个生产厂区内，包括了粗格栅间、污水提升泵房、细格栅间、沉砂池、生化池、沉淀池、回流及剩余污泥泵房、贮泥池、污泥浓缩脱水间、出水流量计井、紫外消毒渠以及总变配电室等，通过本监控系统能够对这些过程进行全面监测和控制；同时，通过本监控系统，使得这些控制既能够通过监控中心进行，还能够采用闭环控制方式进行。 二、简介 三、系统综述 1、项目概述 xxx 污水处理厂控制系统由中央控制室操作站、现场控制站和闭路视频监控组成，用于该厂的过程控制和全厂监控管理，采用集散型控制结构。 由于现系统部分功能不能实现，部分功能需要加强。其中中控部分监测数据与中控室数据不匹配，上位机组态软件对监控数据的历史曲线、实时曲线部分显示不正常（曲线根本就没有，有30 多组需要显示曲线）；自控部份信号不正常；部分视频监控不能正常显示等。现在系统需要全面升级，修复原有问题。 2、原系统存在问题汇总 （1）、自控部分 a、D 型滤池PLC 触摸屏显示缺少出水流量显示，多了一个液位显示 b、脱泥机房1#2#加药机运行信号相反，需要进行互换恢复 c、进水流量计无计量故障恢复 （2）、中控部分 a、出水在线监测数据（流量、COD、TP、TN、NH3-N ）与中控数据不匹配（只有出水监测数据，且不准，进水数据需要重新做） b、进水在线目前中控无程序
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/3e6489484.html, 自动化控制技术在污水处理厂的应用进展 作者：陈银库 来源：《中国建筑金属结构·下半月》2013年第12期 摘要：目前自动控制技术已被广泛应用到污水处理行业，同时表现出节约能源、节省人 力资源的良好效果，因此，污水处理行业自动化控制技术具有非常广阔的发展前景。本文主要围绕污水处理行业自动化控制技术的应用进展展开论述，以期解决污水处理方面面临的诸多实际性问题，进而实现污水处理效果的提高。 关键词：自动化控制技术；污水处理厂；应用进展 中图分类号：X703.3 文献标识码：A 文章编号：1671-3362（2013）12-0073-01 引言 自动化控制系统是指计算机经通信网络与带有通信接口的检测元件、控制设备、执行器件连接起来，以便利用计算机实现智能化管理，进而实现集中监控、集中数据处理、集中调度、集中分析，此乃新型的生产过程控制系统。随着PLC、SCADA、FCS、DCS等技术的优化升级，自动化控制技术也面临新的发展机遇。国外污水处理厂很早便开始应用到自动化控制技术，例如20世纪70年代美国污水处理厂实现自动控制。与国外发达国家相比，我国污水处理厂直到20世纪90年代后期方才首次引进自动控制系统，而且多属对国外成套自控设备的直接引进，即国产自动控制系统的应用相当少。自此以后经历的几次大的变革使自动化控制水平逐步提升至较高水平。目前，我国污水处理厂应用的自动化控制系统当属基于工业以太网+FCS 的系统网络最先进，为国际最先进的自动化系统。下文着重介绍污水处理厂自动化控制技术的应用进展。 1 污水处理厂自动化控制技术的应用进展 总体而言，我国污水处理厂自动化控制技术经历过可编程控制器（PLC）、集中分散型控制系统或分散控制系统（DCS）、现场总线控制系统（FCS）、监视控制与数据采集系统（SCDAD系统）四大阶段，本文着重从上述方面浅析我国污水处理张自动化控制技术的应用进展。 1.1 PLC PLC是指基于计算机技术的新型工业控制装置，同时PLC作为继电器控制系统的优化升级，具体具有实现开关量逻辑控制的功能；PLC作为面向现场的控制装置，具体具有抗扰能力强、可靠性高等优点，因此对恶劣的现场环境具有很好的适应性；PLC作为局部的控制器，若干PLC互连起来便能够构成更具应用价值的控制系统。针对污水处理厂，不同的污水处理工艺要求自控系统根据不同的要求应用PLC。污水处理厂往往设有总控室与若干现场控制站，同