1、概述
隨著工業(yè)的發(fā)展，人們的物質生活的提高，同時也產生了對我們的生活環(huán)境的污染。環(huán)境是人類賴以生存的空間，是人類索取基本生活物質的寶庫。一旦被破壞，被污染則直接影響人類的生活和發(fā)展。因此，對環(huán)境污染的治理將是不可或缺的一項重要工作。
2、系統(tǒng)構成
為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，設計中采用了兩級控制方案對整套污水處理系統(tǒng)進行監(jiān)控，上位機選用兩臺工業(yè)控制計算機，下位機可選用PLC，系統(tǒng)構成圖如下：
上位機提供一個人機交互界面，使操作人員可以通過CRT和模擬屏直觀的了解現場各工藝參數及故障報警，發(fā)出相應的控制指令。大容量存儲器記錄歷史數據。控制核心采用PLC，編程后的PLC能夠按照內部程序對系統(tǒng)進行實時監(jiān)控，程序啟停現場設備。
由于現場監(jiān)控點多、布局分散，且各工序工藝獨立，為簡化電纜鋪設、降低系統(tǒng)成本、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，采用兩臺PLC對生產工藝進行監(jiān)控。其中主PLC控制提升泵站、沉砂池、氧化溝、二沉池、回流污泥泵站的所有設備及傳感器。從PLC控制剩余污泥泵站、儲泥池、加藥間、脫水間的所有設備及傳感器。主、從PLC數據通過Control-link總線進行數據交換，實現數據共享。
操作人員通過上位機向PLC發(fā)出相應的控制指令后，由PLC對現場進行直接控制。此時即便上位機出現故障（如死機、掉電等），也不會影響系統(tǒng)的正常工作。PLC與上位機的通訊采用RS485方式，傳輸距離遠，技術可靠。
3、測控方式
整套污水處理流程可有多個監(jiān)控點，包括液位、PH值、溶氧、濁度、頻率、泵運行狀態(tài)等。各模擬量參數通過相應的變送器輸出4~20mA的標準信號，通過屏蔽電纜接至PLC的AI模塊。信號從PLC的AO模塊通過屏蔽電纜接至相應變頻器、啟閉閥門。數字輸入信號為24V直流電信號，通過電纜接至PLC的DI模塊。數字輸出控制信號為24V直流電信號，從PLC的DO模塊通過電纜接至現場設備。每臺現場設備原則在其相應現地箱上輸出有三個狀態(tài)信號：故障、運行/停止、手動/自動；和一個啟動信號。為了使現場與PLC完全隔離，PLC所有數字量模塊與現地箱中間必須加輔助繼電器。所有輸出信號（包括模擬量和數字量）由PLC內部程序或上位機指令控制。
4、軟件設計
（1）、上位機軟件
上位機軟件可采用的是組態(tài)軟件組為開發(fā)平臺，整套系統(tǒng)建設有多幅實時監(jiān)控畫面，包括系統(tǒng)總貌、提升泵站與除砂池、氧化溝、二沉池、泥路、加藥脫水間。其通過指示燈表明設備運行狀態(tài)。在電機運行方式為手動時，用鼠標點擊畫面下排電機啟動按鈕可遠程啟動現場設備。傳感器的瞬時值依據實際安裝位置被分別標注到不同的分布工藝流程圖中，其實時數據和歷史數據被做成相應分布圖的子畫面，可在分布工藝流程圖中直接點擊按鈕進入。整個軟件界面呈樹狀排列，查閱、操作簡便。數據庫是上位機監(jiān)控軟件的核心所在，因此必須依據實際需要首先將其建設好，然后將各功能模塊進行恰當的組合。實際編程過程中在定義變量時，記錄可設定為不計錄、數據變化時記錄和定時記錄，要根據實際情況選擇相應的設置，從而節(jié)省存儲空間。報表分為實時報表和歷史報表2種。
（2）、PLC軟件和觸摸屏軟件
使用歐姆龍的CX-PROGRAM 3.1對主、從PLC分別進行編程。觸摸屏軟件界面同樣采用樹形結構設計，依據不同的生產工藝區(qū)，將所有控制設備分成：提升泵站、沉沙除沙池、氧化溝、二沉池、回流污泥泵站、剩余污泥泵站、儲泥池、加藥間、脫泥間設備。所有傳感器量均歸屬于各自的子界面。觸摸屏的另一個特點是主、從PLC各自掛接的觸摸屏可以完全互換，它們公用一套軟件，這主要得益于Control-link的數據共享機制。
5、總結
系統(tǒng)實現了實時監(jiān)控、故障報警、歷史數據的存儲和查詢、報表的顯示和打印等多項功能，且用戶界面操作良好，易于學習。系統(tǒng)具有良好的通用性、可擴展性和可維護性。通過以上設計可使，大大降低了工人的勞動強度，提高了管理水平。該系統(tǒng)為城市污水處理全自動化設計提供了極好的物質參考。
