田夏

摘要：本文在介绍了污水处理厂自动控制系统的生产工艺及主要设备机械电气特性的基础上，对在控制系统设计中如何充分利用现代控制技术、网络技术、现场总线技术、计算机技术和智能仪表使城市污水处理自动控制系统达到国际先进水平进行了较深入的研究。论文充分考虑了成本、维护可靠性和先进性等诸多因素，提出了基于PROFIBUS现场总线的污水处理自动控制系统的实现方案，设计出污水处理厂自动控制系统的构成和PROFIBUS网络配置方案。

关键词：污水处理，现场总线，PLC控制，PROFIBUS

1 引言

水，是人类生存、养息、发展的根本条件。然而，随着人类的发展，水资源越来越不能满足人类发展的需要，主要表现为可供水资源量不足和环境污染导致水质恶化这两方面。随着国家经济的发展，政府部门越来越重视到环境在经济发展中的分量，要实现经济的可持续发展，就必须要解决在经济发展中造成的环境污染问题，而水环境的整治又是重中之重。可以预见污水、废水的处理将是我们一直面临并一定要解决的重要问题。

2 污水处理的方法

污水处理的任务是采用各种技术措施将水中所含有的各种形态的污染物分离出来或将其分解、转化为无害和稳定的物质，使废水得到净化。现代污水处理技术，按其作用原理和去除的对象可分为物理法、化学法和生物法。

3 背景

本论文首先介绍了现场总线的发展以及分析了PROFIBUS现场总线技术，并把新建污水处理厂自动控制系统作为研究背景，研究与讨论了整个控制系统的硬件设计和软件设计。论文包括实现污水处理工艺流程中的设备运行参数的在线检测，记录设备运行状态和过程，分析参数的变化趋势，及时发布和预报运行情况，实施诊断和报警，实现远程控制，可直观指导、方便操作人员管理生产工艺的全过程。

4 主要工作

（1）PLC控制系统：实现了对整个污水处理厂大部分设备的控制和一些监控信息的采集，使之能够完成各种生产工艺。对多样化的污水处理工艺设备，如泵站系统、生物处理系统和排泥设备，能够根据实时处理情况和要求，控制设备的启停和工作强度，达到设备的最优化调度，节约药剂的投加量，保证处理效果。通过网络通讯系统将上下位机之间连接起来，使现场控制站数据能正确、及时地反映在上位机上，而上位机的控制信号也能及时传达到下位机，实现远程监控。

①可通过选择SIMEN TIC工业软件中的软件产品进行扩展;

②为功能模板和通讯处理器赋值参数;

③强制和多处理器模式;

④全局数据通讯;

⑤使用通讯功能块的事件驱动数据传送;

⑥组态连接。

（2） 监控系统：监控系统主要是读取PLC控制系统采集的现场设备状态，以直观的形式反馈给用户。用户可以根据这些信息，做出相应的选择，与PLC控制系统进行通信。项目采用W工NCC监控软件，并设计了监控应用程序来采集现场信息。该监控应用软件具有如下功能：可以给予用户或用户组不同的操作权限;可以生动的显示整个污水处理厂的工艺流程图和各工艺单元流程图，并在图上选择弹出多级细部详图;可以通过按钮、开关、信号灯、颜色等动态地显示数据：可以对整个自控系統的运行参数进行设置与调整;当生产环节的某部分出现异常，可以自动以醒目的消息框、颜色、声音等向操作员报告故障类型、原因、现象等。

5 结语

城市污水处理系统的社会效益巨大，现场总线技术在污水处理厂控制系统中的使用，实现污水处理工艺的半自动、全自动监控，提高污水处理厂的技术管理水平，合理使用和配置处理设施（设备），具有非常现实的意义。提高了系统的可靠性，增强了现场控制的灵活性，降低现场仪表初装费和设计施工费用，减少电缆敷设，而且很好的解决了整个自控系统信息交换的问题，在济源市新建污水处理厂的具体应用取得了良好的经济效益和社会效益。

本系统在设计的过程中充分吸取了当今大公司对工业自动控制领域新的理念，研究了其全新的工业自动化产品和技术，并结合了本系统的实际，对其进行创新。努力把其设计成为一个合理的自动化控制系统。

要实现污水处理厂的完全自动化，并且整个系统在最优状态运行，还有许多艰巨的工作要做，本文作者只是做了其中的一部分。希望随着控制理论的不断发展和完善，随着计算机技术的快速发展，能够有更先进的技术应用于污水处理控制实践中，取得良好的经济效益，为全社会、全人类造福。

环境保护是我国的基本国策，随着国家环境保护政策与法规的不断健全，全民环保意识的增强，对环境保护要求更加严格，工业废水、生活污水都要进行处理，达标后才能循环使用或排放。在现代的废水净化中，自动化技术是实现工艺要求、维持设备正常运行、提高工作效率的重要保证。正如人的神经系统一样，将工艺、设备连成一个统一的整体，协调运行。随着工厂自动化管理和工厂自动化生产的进一步发展，以及污水处理工艺的口益复杂性，全方位的实现自动化的污水处理必然是一个发展的趋势。

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