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PLC和组态软件技术在污水处理项目的应用

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（文章来源于北京三维力控科技有限公司)
1．引言:
　　随着杭州市萧山区经济的高速发展和城市人口的不断增加，污水处理行业得到了快速发展，污水处理厂的自动控制系统越来越成为污水处理稳定运行的关键。针对污水处理厂自动控制系统及污水工艺设备的安全运行的重要性，提出PLC和组态软件技术在污水处理项目的应用的经验。并以实际系统为例,说明自动控制系统的组成及实现.
2．系统介绍：
2．1系统结构：
　　为了保证，污水处理厂的自动控制系统的稳定性和可靠性,设计中采用了四级控制和管理方案对整套污水处理系统进行监控，管理层可实时监测污水处理的运行状况，便于管理层做出正确的规划。监控层选用两台工业控制计算机进行冗余,实时观察设备的运行状况.控制层选用西门子公司PLC（S7400+S7300+S7200）做为控制器，充分显示了“集中监测，分散控制”的原则。设备层采用了运行记录仪、超声波流量计、COD在线测试仪、PH（工业酸度）在线测试仪、变频控制器等，并配备相应的软件，确保可靠、有效的运行。
2．2系统网络拓扑图:

2．3系统构成
　　上位机监控软件采用北京力控ForceControl V6。0组态软件（网络版），监控组态软件提供一个人机交互界面，使操作人员可以通过CRT直观的了解现场各工艺参数及故障报警,根据生产需要发出相应的控制指令。另外使用数据存储服务器记录历史数据，为提高生产效率制定新的生产方案提供可靠的依据。控制核心采用西门子PLC，其特点是体积小、功能多、可靠性高。编程后的PLC能够按照内部程序对系统进行实时监控，程序启停现场设备.
　　由于现场监控点多、布局分散,且各工序工艺独立，为简化电缆铺设、降低系统成本、提高系统稳定性，采用四台PLC组建了PROFIBUS网络对生产工艺进行监控。其中PLC控制均质调节池、再生池、沉淀池、水解池、好氧池、二沉池、污泥脱水、消毒、一级处理的所有设备及传感器。PLC间数据通过总线进行数据交换，实现数据共享.
　　操作人员通过力控ForceControl V6。0组态软件向PLC发出相应的控制指令后，由PLC对现场进行直接控制。此时即便上位机出现故障（如死机、掉电等)，也不会影响系统的正常工作，这样做大大提高了系统的安全稳定性。工艺流程图如下：

2．4测控方式:
　　污水处理过程的共同特点是开关量多，模拟量少，以逻辑控制为主，闭环控制为辅.整套污水处理流程有多个监控点，包括液位、PH值、溶氧、浊度、频率、泵运行状态等.每个PLC均由电源、处理器、接口、输入输出模块和通讯模块组成，他们之间通过总线连接，每个PLC均采用相同的编程方法，有利于程序的编写和扩展。各模拟量参数通过相应的变送器输出4～20mA的标准信号，通过屏蔽电缆接至PLC的AI模块。各模拟量输出控制信号是以4~20mA的标准信号，从PLC的AO模块通过屏蔽电缆接至相应设备.这些设备包括变频器、启闭阀门。数字输入信号为24V直流电信号，通过电缆接至PLC的DI模块。数字输出控制信号为24V直流电信号，从PLC的DO模块通过电缆接至现场设备。每台现场设备原则在其相应现地箱上输出有三个状态信号：故障、运行/停止、手动/自动；和一个启动信号。为了使现场与PLC完全隔离,PLC所有数字量模块与现地箱中间必须加辅助继电器。所有输出信号（包括模拟量和数字量）由PLC内部程序或上位机指令控制.
2．5软件设计:
　　上位机软件采用力控ForceControl V6。0组态软件为开发平台，它的实时数据库功能、OPC Server功能、人机界面功能、冗余功能、图形功能、报表打印等功能于一身，包含动态显示、报警、控件、趋势、网络通讯等组件。整套系统建设有多幅实时监控画面，包括系统总貌、混合池、爆气池、沉淀池、稳定池、污泥脱水系统、剩余污泥泵站、污泥储池、预处理、一级处理。其通过指示灯表明设备的运行状态。在电机运行方式为手动时，将画面切成自动时，用鼠标点击画面下电机启动按钮可远程启动现场设备。传感器的瞬时值依据实际安装位置被分别标注到不同的分布工艺流程图中，其实时数据和历史数据被做成相应分布图的子画面。整个软件界面使用Windows控件，呈树状排列，查阅、操作简便。数据库是上位机监控软件的核心所在，因此必须依据实际需要首先将其建设好,然后将各功能模块进行恰当的组合。实际编程过程中在定义变量时，记录可设定为不计录、数据变化时记录和定时记录，要根据实际情况选择相应的设置，从而节省存储空间.报表分为实时报表和历史报表，方便用户进行管理。
3结束语：
　　该污水处理厂的自动控制系统实现了实时监控、故障报警、历史数据的存储和查询、报表的显示和打印等多项功能，且用户界面操作良好,易于学习。系统具有良好的通用性、可扩展性和可维护性。由于其具有设计简单、投资少、控制效果好、易维护等优点，，大大降低了工人的劳动强度，提高了管理水平，达到了设计要求。很适合中小型污水处理厂采用.文档为个人收集整理，来源于网络本文为互联网收集，请勿用作商业用途

指生物需氧量，也就是微生物降解一升污水中有机物所需的氧量.一般用BOD表示废水中有机物的一个指标。
厌氧消化过程：在断绝与空气接触的条件下,依赖兼性厌氧菌和性厌氧菌的生物化学作用，对有机物进行降解的过程.

引言:
随着工业的不断发展，城市污水的净化和处理成了人们日益关注的问题，而所谓的污水处理就是人们利用各种设备和工艺技术把污水中含有的污染物质从水中分离去除,使有害物质转化为无害的物质、有用的物质,使水得到净化。污水的处理有不同的工艺，不过在大的方面都是大同小异的.现在我给大家接绍一种污水处理的工艺。
一、污水处理的总体工艺：
污水处理的工艺流程大体分为：格栅处理、泵房提升、沉砂处理、一次沉淀池、曝气池处理、二次沉淀池处理、泥浆制备、昭气利用.
它的工艺流程图如下所示：

污水处理工艺流程
本文出自： 水世界网 作者： djhjs2007 点击率： 1496

污水处理工艺流程

现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。
一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质,物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD一般可去除30%左右,达不到排放标准.一级处理属于二级处理的预处理。
二级处理,主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质（BOD，COD物质），去除率可达90％以上，使有机污染物达到排放标准。
三级处理，进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂率法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗分析法等。
整个过程为通过粗格删的原污水经过污水提升泵提升后，经过格删或者筛率器，之后进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池,以上为一级处理（即物理处理），初沉池的出水进入生物处理设备，有活性污泥法和生物膜法，（其中活性污泥法的反应器有曝气池,氧化沟等，生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床)，生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理,一级处理结束到此为二级处理，三级处理包括生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法.二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池,经过脱水和干燥设备后,污泥被最后利用。
以上是污水处理厂处理工艺的基本流程，流程图见下页图一。
二．各个处理构筑物的能耗分析
1．污水提升泵房
进入污水处理厂的污水经过粗格删进入污水提升泵房，之后被污水泵提升至沉砂池的前池。水泵运行要消耗大量的能量，占污水厂运行总能耗相当大的比例，这与污水流量和要提升的扬程有关。
2．沉砂池
沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒.沉砂池一般设于泵站前、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初沉池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟式沉砂池.
沉砂池中需要能量供应的主要是砂水分离器和吸砂机,以及曝气沉砂池的曝气系统，多尔沉砂池和钟式沉砂池的动力系统.
3．初次沉淀池
初次沉淀池是一级污水处理厂的主题处理构筑物，或作为二级污水处理厂的预处理构筑物设在生物处理构筑物的前面。处理的对象是SS和部分BOD5，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。初沉池包括平流沉淀池,辐流沉淀池和竖流沉淀池。

初沉池的主要能耗设备是排泥装置,比如链带式刮泥机,刮泥撇渣机，吸泥泵等，但由于排泥周期的影响,初沉池的能耗是比较低的.

图一城市污水处理典型流程
4．生物处理构筑物
污水生物处理单元过程耗能量要占污水厂直接能耗相当大的比例，它和污泥处理的单元过程耗能量之和占污水厂直接能耗的60%以上.活性污泥法的曝气系统的曝气要消耗大量的电能，其基本上是联系运行的，且功率较大,否则达不到较好的曝气效果，处理效果也不好。氧化沟处理工艺安装的曝气机也是能耗很大的设备。生物膜法处理设备和活性污泥法相比能耗较低，但目前应用较少，是以后需要大力推广的处理工艺.
5．二次沉淀池
二次沉淀池的能力消耗主要是在污泥的抽吸和污水表明漂浮物的去除上，能耗比较低。
6．污泥处理
污泥处理工艺中的浓缩池，污泥脱水，干燥都要消耗大量的电能，污泥处理单元的能量消耗是相当大的,这些设备的电耗功率都很大。
三．针对各个处理构筑物的节能途径
1．污水提升泵房
污水提升泵房要节省能耗，主要是考虑污水提升泵如何进行电能节约，正确科学的选泵,让水泵工作在高效段是有效的手段,合理利用地形，减少污水的提升高度来降低水泵轴功率N也是有效的办法，定期对水泵进行维护，减少摩擦也可以降低电耗。
2．沉砂池
采用平流沉砂，避免采用需要动力设备的沉砂池，如平流沉砂池。采用重力排砂，避免使用机械排砂，这些措施都可大大节省能耗。
3．初次沉淀池
初次沉淀池的能耗较低，主要能量消耗在排泥设备上,采用静水压力法无疑会明显降低能量的消耗。
4．生物处理构筑物
国外的学者通过能耗和费用效益分析比较了生物处理工艺流程,他们认为处理设施大部分的能量消耗是发生在电机这类单一的设备上,因而节能应从提高全厂功率因数、选择高效机电设备及减少高峰用电要求等方面入手。他们提出的节能措施既包括改善电机的电气性能,也包括解决运转的工艺问题,还包括污水厂产物中的能量回收(Energy
Recovery）。
曝气系统的能耗相当大,对曝气系统能耗能效的研究总是涉及到曝气设备的改造和革新。新型的曝气设备虽然层出不穷，但目前仍然可划分为2类:第1种是采用淹没式的多孔扩散头或空气喷嘴产生空气泡将氧气传递进水溶液的方法,第2种是采用机械方法搅动污水促使大气中的氧溶于水的方法。微孔曝气，曝气扩散头的布局和曝气系统的调节这些都是节能的有效措施。在传统活性污泥处理厂曝气池中辟出前端厌氧区,用淹没式搅拌器混合的节能、生物除磷方案.这一简单的改造可以节省近20%的曝气能耗，如果算上混合用能，节能也达到12％。自动控制系统的应用于污水处理节能,曝气系统进行阶段曝气，溶解氧存在浓度梯度，既减少了能耗，又可以改善处理效果,减少污泥量.
生物膜法处理工艺采用厌氧处理可以明显降低能量的消耗。
5．二次沉淀池
二次沉淀池中对排泥设备的研究和排泥方式的改善是降低能耗的有效方法.
6．污泥处理
污泥处理系统节能研究主要集中于污泥处理的能量回收。从污水污泥有机污染物中回收能量用于处理过程早在上世纪初就已投入实践，但能源危机之前一直不受重视。目前有两种回收途径：一是污泥厌氧消化气利用,一是污泥焚烧热的利用。
消化气性质稳定、易于贮存,它可通过内燃机或燃料电池转化为机械能或电能,废热还可回收于消化污泥加热。因此利用消化气能解决污水厂不同程度的能量自给问题。林荣忱等人比较了沼气发电机和燃料电池两种利用形式,认为燃料电池能量利用率高，具有很好的发展前途。对消化气的最大化利用是提高能效的主要方式.沼气发电机组并网发电的研究和应用在国内已有应用实例，是大型污水处理厂的沼气综合利用的可行途径。

另外一种能量回收方式是将城市固体废物焚烧场建在污水处理厂旁,将固废与污水污泥一起焚烧,获得的电能用于处理厂的运转。
城市污水处理的能耗分析研究与节能技术和手段的发展往往并不同步。由于污水处理能量平衡分析方法研究的欠缺，节能措施的制订和实施常常超前。而多数节能途径和手段常常由处理厂的操作管理人员结合各处理设施实际情况提出,具有经验性和个别性,不一定能适用于其他污水厂甚至是工艺相似的污水厂;另一方面，从广义上说，污水处理学科领域的技术创新、新材料和新设备的使用都蕴涵着节能增效的潜力，因而节能的途径和手段往往是很宽泛的。
四．结论
污水处理是能源密集(energy intensity）型的综合技术.一段时期以来，能耗大、运行费用高一定程度上阻碍了我国城市污水处理厂的建设,建成的一些处理厂也因能耗原因处于停产和半停产状态.在今后相当长的一段时期内，能耗问题将成为城市污水处理的瓶颈。能否解决耗污水厂的能耗问题，合理进行能源分配，已经成为决定污水处理厂运行效益好坏的关键因素。能耗是否较低,也是未来新的污水处理厂可行性分析的决定性因素，开发能效较高的污水处理技术,合理设计及运行污水处理厂，必将是未来污水处理厂设计和运行的必由之路。个人收集整理，勿做商业用途本文为互联网收集，请勿用作商业用途

生活污水处理工程处理工艺
　　生活污水的主要特点是可生化性好，氮、磷含量高,处理的方法主要以生化法为主。污水经污水管网汇集到化粪池，化粪池的上清夜经过处理达到相应排放标准后排放。我公司的专项生活污水处理技术—KT生化法，采用特殊结构载体，使好氧、厌氧、兼氧的过程在一个处理系统中反复发生，从而高效地降低污水中的有机物和氮、磷等污染物，使之达到排放要求。
生活污水处理工程工艺流程

生活污水处理工程工艺特点
＊ 占地面积小，模块化设计
＊ 运行费用低，投资省
＊ 处理流程简单、管理方便
* 处理系统无气味、噪音低
* 耐冲击负荷能力强、生物链稳定、处理效果好
＊ 污泥消耗率高、产泥量小
＊ KT生化填料使用寿命长、运行成本低
生活污水处理工程应用领域
＊ 小区生活污水
＊ 城市生活污水
* 别墅区及宾馆污水处理
生活污水处理工程设计参数

1．引言:
　　随着工业的发展，人们的物质生活的提高，同时也产生了对我们的生活环境的污染。环境是人类赖以生存的空间,是人类索取基本生活物质的宝库。一旦被破坏,被污染则直接影响人类的生活和发展。因此，对环境污染的治理将是不可或缺的一项重要工作.为此我提出如下的设计。

　　2．系统介绍：

　　2.1系统构成：
　　为了保证系统的稳定性和可靠性，设计中采用了两级控制方案对整套污水处理系统进行监控，上位机选用两台工业控制计算机，下位机可选用Omron公司PLC，系统构成拟如下图：

　　上位机的作用是提供一个人机交互界面，使操作人员可以通过CRT和模拟屏直观的了解现场各工艺参数及故障报警，根据生产需要发出相应的控制指令.另外可以使用大容量存储器记录历史数据，为提高生产效率制定新的生产方案提供可靠的依据.控制核心采用PLC,其特点是体积小、功能多、可靠性高。编程后的PLC能够按照内部程序对系统进行实时监控，程序启停现场设备.
　　由于现场监控点多、布局分散,且各工序工艺独立,为简化电缆铺设、降低系统成本、提高系统稳定性，采用两台PLC对生产工艺进行监控。其中主PLC控制提升泵站、沉砂池、氧化沟、二沉池、回流污泥泵站的所有设备及传感器。从PLC控制剩余污泥泵站、储泥池、加药间、脱水间的所有设备及传感器.主、从PLC数据通过Control-Link总线进行数据交换，实现数据共享.
　　操作人员通过上位机向PLC发出相应的控制指令后，由PLC对现场进行直接控制。此时即便上位机出现故障（如死机、掉电等）,也不会影响系统的正常工作，这样做大大提高了系统的安全稳定性。PLC与上位机的通讯采用RS485方式，这种方式传输距离远，技术可靠。

　　2。2测控方式：
　　整套污水处理流程可有多个监控点，包括液位、PH值、溶氧、浊度、频率、泵运行状态等。
　　各模拟量参数通过相应的变送器输出4~20mA的标准信号,通过屏蔽电缆接至PLC的AI模块。各模拟量输出控制信号是以4～20mA的标准信号,从PLC的AO模块通过屏蔽电缆接至相应设备.这些设备包括变频器、启闭阀门。数字输入信号为24V直流电信号，通过电缆接至PLC的DI模块。数字输出控制信号为24V直流电信号，从PLC的DO模块通过电缆接至现场设备。每台现场设备原则在其相应现地箱上输出有三个状态信号：故障、运行/停止、手动/自动;和一个启动信号。为了使现场与PLC完全隔离，PLC所有数字量模块与现地箱中间必须加辅助继电器。所有输出信号（包括模拟量和数字量）由PLC内部程序或上位机指令控制

　　2。3软件设计：

　　2.31上位机软件:
　　上位机软件可采用的是“三维力控”的组态软件组为开发平台，它集控制技术、数据库技术、网络技术、人机界面技术、图形技术于一身，包含动态显示、报警、控件、趋势、网络通讯等组件,用户只需编写少量的代码即可生成高质量的控制系统.整套系统建设有多幅实时监控画面，包括系统总貌、提升泵站与除砂池、1＃氧化沟、2＃氧化沟、二沉池、泥路、加药脱水间.其通过指示灯表明设备运行状态。在电机运行方式为手动时,用鼠标点击画面下排电机启动按钮可远程启动现场设备。传感器的瞬时值依据实际安装位置被分别标注到不同的分布工艺流程图中，其实时数据和历史数据被做成相应分布图的子画面,可在分布工艺流程图中直接点击按钮进入。整个软件界面呈树状排列，查阅、操作简便.数据库是上位机监控软件的核心所在，因此必须依据实际需要首先将其建设好,然后将各功能模块进行恰当的组合.实际编程过程中在定义变量时，记录可设定为不计录、数据变化时记录和定时记录，要根据实际情况选择相应的设置,从而节省存储空间。报表分为实时报表和历史报表2种。

　　2.32 PLC软件和触摸屏软件
　　使用欧姆龙的CX—PROGRAM 3。1对主、从PLC分别进行编程.必须注意:由于两台PLC是通过Control-Link总线连接,为了使所有数据共享，必须为两台PLC开辟地址连续的数据共享区，所有变化的数据在这一区内实时刷新。触摸屏软件界面同样采用树形结构设计，依据不同的生产工艺区，将所有控制设备分成：提升泵站、沉沙除沙池、1＃氧化沟、2＃氧化沟、二沉池、回流污泥泵站、剩余污泥泵站、储泥池、加药间、脱泥间设备。所有传感器量均归属于各自的子界面。触摸屏的另一个特点是主、从PLC各自挂接的触摸屏可以完全互换,它们公用一套软件,这主要得益于Control-Link的数据共享机制.

　　3结束语：
　　该系统实现了实时监控、故障报警、历史数据的存储和查询、报表的显示和打印等多项功能，且用户界面操作良好，易于学习.系统具有良好的通用性、可扩展性和可维护性.通过以上设计可使，大大降本文为互联网收集，请勿用作商业用途本文为互联网收集，请勿用作商业用途

设备的控制方式如下:
　　现场手动模式：设备的现场控制箱或MCC控制柜上的“就地/远程”开关选择“就地”方式时，通过现场控制箱或MCC控制柜上的按钮实现对设备的启/停、开/关操作。
　　就地检修维护模式：现场控制箱或MCC控制柜上的“就地/远程”开关选择“远程"方式时，设备控制权在LCS（Local control station)控制站。操作人员通过LCS控制站的操作面板上选择“手动"方式,利用监控画面或键盘对设备进行检修操作。
　　遥控模式：即远程手动控制方式.现场控制箱或MCC控制柜上的“就地/远程" 开关选择“远程”方式，且LCS控制站的操作面板上选择“遥控”方式时，操作人员通过中控系统操作站的监控画面用鼠标器或键盘选择“遥控"方式并对设备进行启/停、开/关操作。
　　自动模式:现场控制箱或MCC控制柜上的“就地/远程"开关选择“远程”方式，且LCS控制站的“自动/遥控”设定为“自动”方式时，设备的运行完全由各LCS根据污水处理厂的工况及生产要求来完成对设备的运行或开/关控制，而不需要人工干预。
　　控制方式设计为：就地手动控制优先，在此基础上，设置远程遥控和自动控制.控制级别由高到低为：现场手动控制、就地检修控制、遥控控制、自动控制。
　　手动方式是操作人员的专有权利，因为过程连锁在此模式下无效；而自动模式下，安全连锁是有效的，并限制操作的可能性，可防止非正常状态下运行.离工艺过程越近的控制层具有更高的优先权。
　　3。1粗、细格栅自动控制系统
　　对格栅设置四种控制方式:水位差自动控制（粗格栅）、时间控制、遥控、手动控制
　　在格栅前后设超声波液位差仪表，根据水位差测量仪测得的格栅前后水位差值自动控制机械格栅的运行，即水位差达到设定值时,自动启动格栅。当机械格栅停止运行的时间超过设定值时,系统转为时间控制，此时限为可调式设计。
　　PLC系统将根据软件程序自动控制输送栅渣压实机、机械格栅的顺序启停、运行、停车以及安全连锁保护。任何一台格栅启动时，均启动输送机和栅渣压实机。
　　3.2水泵自动控制系统
　　在泵池设超声波液位仪表，根据水位测量仪测得的泵房水位值自动控制多台水泵的启停运行.当泵房水位高至某一设定的水位值时，PLC系统将按软件程序自动增加水泵的运行台数；相反，当泵房水位降至某一设定的水位值时，PLC系统将按软件程序自动减少水泵的运行台数。同，系统累积各个水泵的运行时间，自动轮换水泵,保证各水泵累积运行时间基本相等，使其保持最佳运行状态。当水位降至干运转水位时，自动控制全部水泵停止运行。在监控管理系统和就地控制系统的操作面板上可以设定水位值。此外，在水泵的控制柜中加装仪表自控转换开关，在PLC不能正常投入使用的情况下，可通过超声波液位仪表自身的继电器根据水位自动控制水泵的开停。
　　3.3沉砂池的自动控制系统
　　沉砂池的设备自成系统，随设备所带的就地控制箱将带有启动时序和停止时序,以及安全保护程序，自动控制整套沉砂池设备的运行。PLC系统将采集沉砂池全部设备的运行状态,上位监控管理计算机也可远控整套沉砂池设备的启动/停止。
　　3.4生物池的自动控制系统
　　在生物池设置超声波液位计、溶解氧检测仪、MLSS检测仪、氧化-还原电位、电磁流量计等仪表，生物池的生物处理过程就是由PLC按照检测仪表的实时测量值和预先编制的控制程序相互配合来完成生物池中各种工艺设备的启停,自动控制系统包括：进水控制、循环控制、空气曝气量自动调节、滗水器控制、回流污泥控制。
　　3。4.1．进水控制:
　　通过水位计检测生物池水位。当水位值达到设定值时，自动关闭进水阀，停止进水.
　　3。4.2．循环控制：
　　由PLC按照预先编制的程序完成，一个完整的生物处理过程包括四个阶段：进水、曝气、沉淀、滗水。每个阶段一般为1小时，也可根据进水量通过监控管理系统和就地控制系统的操作面板上进行设定。
　　循环过程如下：
　　第一时段 第二时段 第三时段 第四时段
  　1＃池 进水/曝气 曝气 沉淀 滗水
　  2＃池 滗水 进水/曝气 曝气 沉淀
　  3#池 沉淀 滗水 进水/曝气 曝气
　  4#池 曝气 沉淀 滗水 进水/曝气
　　3。4。3．空气曝气量自动调节和鼓风机的控制
　　根据生物池中设定的溶解氧值自动调节生物池中的空气量，保证生物池中的生物处理过程能够顺利进行。空气调节的方法如下：
　　首先根据池中的溶解氧值来调节鼓风机的变频器控制空气量.在保证生物池内空气需求量和满足曝气管最低压力值的前提下,尽可能地节省能耗，上述各调节相互关联,相互影响，最终达到最佳状态。鼓风机自身控制系统的PLC将带有通讯模块和通讯接口，与现场分控站PLC1采用总线方式的通讯。上位监控管理计算机可远程监测鼓风机系统全部设备的运行状态和故障报警,也可远程控制鼓风机系统开停。
　  3.4。4．滗水器控制
　　滗水器设置两种控制方式：时间控制和液位控制，通过设定时间来控制滗水器的运行，当池内液位达到设定最低值而设定的滗水器的运行时间还没结束时，PLC将执行液位控制，停止滗水器动作。当池内液位没达到设定最低值而设定的滗水器的运行时间已结束时,PLC将执行时间控制，停止滗水器动作。滗水器动作停止后将自动复位。
　　3。4。5．回流污泥量的自动调节
　　为保证生物池中污泥混合液浓度在工艺生产要求的范围内，采用按时间控制的方式。PLC根据时间控制回流污泥泵的运行时间，实现进水量与污泥回流量的合理配比，从而保证生物处理的质量稳定性。可以通过监控管理系统和就地控制系统的操作面板设定回流污泥比例和污泥回流泵的运行时间。
　　3.5贮泥池的泥位控制
　　通过液位计检测贮泥池的泥位，当泥位低于最小值时，停搅拌器.同时发出低泥位报警。
　　3。6污泥脱水的自动控制
　　污泥脱水过程按污泥脱水系统自身PLC预先编制的程序控制运行.污泥脱水的程序控制采用时间控制和手动控制。系统设计带有启动时序和停止时序，以及安全保护程序。在药液已制备完成的前提下,设备的启动次序依次为倾斜式输送机、水平式输送机、浓缩脱水一体机、加药泵、进泥泵,停止顺序与之相反.污泥脱水系统的PLC将带有通讯模块和通讯接口,与现场分控站PLC2采用总线方式的通讯。上位监控管理计算机可远程监测污泥脱水系统全部设备的运行状态和故障报警，也可远程控制污泥脱水系统的开停。
　　3.7电力监控
　　与污水处理厂电力监控系统建立联系，在中央控制系统设置电力监控程序，显示电力系统的主接线、各段母线的电压、各母线开关的状态和电流、各变压器的状态、各主要用电设备的状态和电流、高压进线、低压进线处的电量数据等，实现监控、管理污水处理厂的电力消耗.
　　4控制系统软件配置
　　4.1组态软件
　　通信组态：生成各种通信关系。明确节点间的通信关系，可实现现场仪表与PLC之间、PLC与监控计算机之间，以及计算机与计算机之间的数据通信。
　　控制系统组态：生成各种控制回路.明确系统的控制功能，各控制回路组成结构、控制方式与策略。
　　4。2维护软件
　　对现场控制系统软硬件的运行状态进行监视、故障诊断，以及软件的测试维护等。
　　4。3仿真软件
　　对控制系统的部件(通信节点、网段、功能模块等）进行仿真运行.可对系统进行组态、调试、研究。
　　4。4设备管理软件
　　对现场设备进行维护管理.配置专门的设备管理软件。
　　4。5监控软件
　　实时数据采集：将现场的实时数据送入计算机，并置入实时数据库的相应位置。
　　常规控制计算与数据处理：标准PID，积分分离，超前滞后，比例，一阶、二阶惯性滤波,高选、低选，输出限位等
　　优化控制：根据数学模型，完成监控层的各种先进控制功能：专家系统、预测控制、模糊控制等
　　逻辑控制：时间程序控制，如完成开、停车的顺序启停过程.
　　报警监视：监视生产过程的参数变化,并对信号越限进行相应的处理，如声光报警等.
　　运行参数的画面显示：带有实时数据的流程图、棒图显示，历史趋势显示等。
　　报表输出：生产报表的打印输出。
　　操作与参数修改：实现操作人员对生产过程的人工干预,修改给定值，控制参数、报警设定等
　　4.6 文件管理
　　数据库管理：在线与历史数据管理、综合利用、保存等.
　　统计控制软件：按照数理统计方法分析现场采集的工艺变量数据，监视和评判系统的控制与运行状态，指导操作人员全面掌握生产情况，排除故障.以科学方法评估生产过程能力，指导系统改进.包括：在线与历史数据预处理、各种统计控制图、直方图、事件触发采样、在线报警、过程能力分析、分析记录等.
　　5现场检测仪表
　　现场仪表作为计算机监控系统的检测单元，其性能的优劣直接影响到整个计算机监控系统的好坏.仪表是现场采集工艺参数的主要仪器，现场设置的检测仪表是本厂实施科学管理的主要因素之一.所以在本工程仪表选型中遵循以下原则：
　　1．可靠性 
　　由于现场仪表检测的介质成分比较复杂，仪表安装的环境比较恶劣.为了保证污水处理过程的安全、可靠的进行，在选择仪表时选用符合工业级标准的、成熟定型的，且经过现场使用并证明是成功的产品.考虑到水质及现场环境的条件，为防止探头结垢,尽量选用非接触式、无阻塞隔膜式、自清洗式的传感器，且户外安装的仪表变送器保护等级应达到IP65，浸没在水下的仪表传感器保护等级应达到IP68.
　　2．先进性 
　　在系统可靠性的前提下，先进性也至关重要，因为科学技术在发展，我们选择的仪表，代表着当今的科技水平。产品的先进性主要表现在：仪表全部采用智能型测量仪表;便于计算机系统连接和维护管理的方便,具有自动补偿功能、带现场总线接口、具有兼容性通讯协议、具有自诊断、信号保持、故障报警等功能。
　　3．方便性 
　　仪表在使用时具有安装操作方便、简单易学、界面清楚、功能实用，维护人员可以很方便的对仪表进行维护、检修等操作。仪表应采用4~20mA的输出信号输出，并带足专用电缆和安装附件。
　　为了保证仪表在冬季百年一遇的寒冷天气下能够正常工作，室外现场仪表应带有可自控温的仪表保护箱。
　　本厂设置的在线仪表见下表：
　　序号 名称 安装位置 位号 测量范围 数量 单位 备注
　　1 超声波水位差计 粗格栅 LDE—101-102LDIT-101—102 0～15M 2 套
　　2 超声波水位计 进水泵房 LE-103LIT—103 0~15M 1 套
　　3 水位开关 进水泵房 LSA-104 1 套
　　4 空气流量计 沉砂池鼓风机总管 FIRQ—105  DN200 1 套
　　5 压力变送器 小鼓风机管 PIT—106 0～0.25MPa 1 套
　　6 电磁流量计 进水管 FIRQ107  DN1000 1 套
　　7 PH/T计 进水渠道 AE-108AIT—108 2～12PH 1 套
　　8 浊度计 进水渠道 AE—109AIT-109 0～300mg/l 1 套
　　9 自动取样器 进水渠道 AP-110 12 瓶 1 套
　　10 溶解氧测量仪 1#生物池 AE—111A~DAIT-111A~D 0～5mg/l 4 套
　　11 氧化—还原电位测量仪 1#生物池 AE-112A～DAIT—112A~D —500mv～+500v 4 套
　　12 MLSS测量仪 1#生物池 AE-113A～DAIT—113A～D 0~10g/l 4 套
　　13 超声波水位计 1＃生物池 LE-114A~DLIT—114A~D 0~9M 4 套
　　14 超声波污泥界面计 1＃生物池 LE—115A～DLIT-115A～D 0~6M 4 套
　　15 溶解氧测量仪 2#生物池 AE-116A~DAIT-116A～D 0～5mg/l 4 套
　　16 氧化-还原电位测量仪 2＃生物池 AE-117A~DAIT-117A~D -500mv～+500v 4 套

　　17 MLSS测量仪 2#生物池 AE—118A~DAIT-118A～D 0~10g/l 4 套
　　18 超声波水位计 2#生物池 LE-119A～DLIT-119A~D 0~9M 4 套
　　19 超声波污泥界面计 2＃生物池 LE-120A～DLIT-120A～D 0~6M 4 套
　　20 压力变送器 鼓风机管 PIT-121A～H 0~100KPa 8 套
　　21 铂热电阻温度计 鼓风机管 TIT—122A～H 0~100CO 8 套
　　22 空气流量计 鼓风机管 FIRQ—123A～H DN350 8 套
　　23 电磁流量计 回流污泥管 FIRQ—124A~H DN250 8 套

　　24 超声波液位计 污泥贮泥池 LE-201LIT—201 0～9M 1 套
　　25 PH/T测量仪 接触池 AE—202AIT—202 2～12PH 1 套
　　26 浊度测量仪 接触池 AE—203AIT—203 0~100mg/l 1 套
　　27 自动取样器 接触池 AP-204 12 瓶 1 套
　　28 在线COD测量仪 接触池 AIT—205 0~1000mg/L 1 套
　　29 氨氮检测分析仪 接触池 AE-206AIT-206 0。1~100mg/l 1 套
　　30 磷盐检测分析仪 接触池 AE-207AIT-207 0.05～10 mg/l 1 套
　　31 余氯测量仪 接触池 AE—208AIT—208 0～100mg/L 1 套

　　32 电磁流量计 脱水机进泥管 FIRQ-209A~B DN150 2 套
　　33 管道式污泥浓度计 脱水机进泥管 AE-210A～BAIT—210A~B DN150 2 套
　　34 电磁流量计 总出水管 FIRQ—211 DN1000 1 套
　　6设计选型
　　6。1可编程序控制器（PLC)
　　PLC采用世界知名公司的最新产品，应考虑选择货源充足中文资料丰富、备品备件方便，技术服务方便、国内有维修处的生产商的产品.PLC的选型应充分考虑其可靠性、先进性、可扩充性，应能满足中高控制性能的要求.考虑到国内用户的技术水平,PLC系统应结构简洁、使用方便、特别是程序编制方法应简单易学。考虑到本厂采用的SBR工艺对自动化管理水平极高的要求，故每个分站都选用双机热备型的PLC.且PLC的输入输出控制点都留有20%以上的余量.PLC柜内加装1：1隔离变压器。
　　双机热备型PLC的具体要求：
　　1、 CPU
　　˙双CPU硬件热备(2 CPU同时参与计算与数据保存，1个CPU控制,1个CPU热备，故障时平滑切换)
　　˙两个CPU应安装在同一底板上，构成真正的硬冗余

　　˙双电源供电(包括扩展机架），50/60Hz，170~264VAC
　　˙32位高速RISC芯片，基本指令处理速度≤0.02μS
　　˙CPU控制的实际外部I/O点数可达5120点
　　˙CPU上带RS—232/RS-422通讯口
　　˙程序内存≥60K步
　　˙数据内存≥128K字
　　˙可安装30M或48M存储器卡
　　˙有断电保持寄存器
　　˙具有错误历史记录功能
　　˙支持多网配置及其无缝通讯
　　˙具有PT可编程终端（触摸屏）接口
　　˙支持以太网、控制网（Controller Link）、设备网（DeviceNet）
　　˙指令系统应包括：逻辑指令、控制指令、定时计数指令、数据控制处理指令、增、减四则运算指令、浮点变换及运算指令、调试处